Vysvětlí množství temné hmoty ve vesmíru nová teorie sekundární inflace?  
Dnešní množství stále neznámé temné hmoty ve vesmíru se mohlo vytvořit díky sekundární inflací, která by se odehrála pár zlomků sekundy po Velkém třesku.

 

Nafoukla vesmír i sekundární inflace? Kredit: Brookhaven National Laboratory.
Nafoukla vesmír i sekundární inflace? Kredit: Brookhaven National Laboratory.

Jako by nestačilo, že v Mléčné dráze nejspíš máme dvě veliké černé díry a možná jich je mnohem víc. Přírodovědci podle všeho berou začátek roku útokem a tak se objevila další pozoruhodná záležitost. Jde o novou teorii, která se snaží vysvětlit pozorované množství temné hmoty ve vesmíru pomocí sekundární inflace, druhé a kratší inflační, čili nafukovací epizody v historii našeho vesmíru.

Hooman Davoudiasl. Kredit: Brookhaven National Laboratory.
Hooman Davoudiasl. Kredit: Brookhaven National Laboratory.

Standardní kosmologický model vesmíru, model Lambda-CDM, bývá obvykle doplňován kosmologickou inflací, nesmírně časnou a také nesmírně krátkou epizodou, během které se náš mladičký vesmír neuvěřitelně nafoukl. Mělo k tomu dojít někdy mezi 10 na mínus 36 sekundy a 10 na mínus 32 sekundy. Kosmologická inflace krásně vysvětluje celou řadu jevů, které dnes ve vesmíru pozorujeme, stinnou stránkou ovšem je, že nijak zvlášť netušíme, proč by k inflaci mělo dojít a co by ji mohlo vyvolat. 

Kosmologická inflace je každopádně bolestivou ranou dnešní fyziky. Podobná, vlastně ještě mnohem horší situace je ale kolem temné hmoty. Obklopuje nás, v ohromných množstvích, a přitom nám stále protéká mezi prsty. Fyzik Hooman Davoudiasl z Brookhavenské národní laboratoře (BNL) na newyorském Long Islandu a jeho kolegové publikovali na webu časopisu Physical Review Letters hypotézu sekundární inflace, v níž si vypůjčili inflační mechanismus a použili ho k vysvětlení pozorovaného množství jinak stále záhadné temné hmoty.

Historie vesmíru v kostce. Kredit: Yinweichen / Wikimedia Commons.
Historie vesmíru v kostce. Kredit: Yinweichen / Wikimedia Commons.


Jak už bylo řečeno, podle většinové kosmologie proběhla těsně po Velkém třesku kosmologická inflace. Jejím výsledkem byl stále velice horký vesmír, který se dál rozpínal, i když ne tak závratným tempem jako během inflace, a postupně chladl. Nejprve se vynořily protony a další subatomární částice. Někdy v době mezi zlomkem sekundy a pár minutami po Velké třesku se odehrálo období primární nukleosyntézy, kdy vznikly prakticky kompletní zásoby helia a deuteria ve vesmíru, společně s izotopem helia-3 a velmi malým množstvím lithia-7. Všechny další prvky ve vesmíru vznikly až později, v nitru ohromných hvězd, při stelární nukleosyntéze.

Davoudiasl a spol. navrhují, že někde před primární nukleosyntézou proběhla ještě druhá, tedy sekundární inflace. Prý nebyla tak velkolepá, jako první kosmologická inflace, ale právě tahle druhá inflace měla zředit temnou hmotu natolik, že se její množství dostalo na hodnoty, které dnes ve vesmíru pozorujeme.

Brookhavenská národní laboratoř (2010). Kredit: BNL.
Brookhavenská národní laboratoř (2010). Kredit: BNL.

Na úplném počátku, když se teplota pohybovala v obtížně představitelných hodnotách miliard stupňů Celsia, a vesmír byl ještě maličký, tak podle některých představ mohly částice temné hmoty navzájem vesele interagovat a anihilovat se. Když se ale vesmír rozpínal a chladl, tak se už částice temné hmoty přestaly potkávat a likvidovat se anihilací. Jejich počet zamrzl v čase. Interakce částic temné hmoty může být ale různá. Čím slaběji by částice temné hmoty navzájem interagovaly, tím více temné hmoty by dnes ve výsledku mělo ve vesmíru být. Experimenty, které se podílejí na lovu temné hmoty, stále více a více ořezávají možnou hodnotu interakce mezi částicemi temné hmoty. Zároveň ale víme - jako snad jedinou věc o temné hmotě, co snad doopravdy víme - kolik je temné hmoty ve vesmíru. A začínáme se dostávat do problémů, protože síla, nebo spíš slabost interakce částice temné hmoty přestává odpovídat pozorovanému množství temné hmoty. Jako by jí bylo moc málo. 

Právě tenhle problém se snaží řešit Davoudiasl a spol. Jejich druhá, měkčí kosmologická inflace, by měla vést ke dramatickému nafouknutí vesmíru, a zároveň ke zředění obsahu prvotních částic temné hmoty. Díky této sekundární kosmologické inflaci by jsme měli mít ve vesmíru takové množství temné hmoty, jaké tu máme. Davoudiasl bez mučení přiznává, že nejde o standardní kosmologii. Výhodu své teorie ale spatřuje v tom, že je jednoduchá. Není třeba vymýšlet nic komplikovaného, taková inflace by doopravdy mohla zařídit dnešní hodnoty temné hmoty.

Vada na kráse je opět v tom, že není jasné, co by mělo takovou sekundární inflaci spustit a pohánět. Davoudiasl a jeho kolegové jsou přesvědčeni, že by sekundární inflace mohla souviset se skrytým sektorem (hidden sector) částicové fyziky, tedy s doposud neobjevenými kvantovými poli a částicemi, které se snad skrývají mimo Standardní model. Pokud se skrytý sektor vynoří na některém z předních urychlovačů částic, jako jsou evropský LHC nebo americký RHIC, tak se ukáže, nakolik je možnost sekundární inflace reálná.


Video:   How the LHC Might Uncover the "Dark Sectors" of Physics


Literatura
Brookhaven National Laboratory 14. 1. 2016, Physical Review Letters online 18. 1. 2016, Wikipedia (Inflation / cosmology).

Autor: Stanislav Mihulka
Datum: 18.01.2016
Tisk článku

Vesmír bohovia ludia - Vernant Jean-Pierre
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 268 Kč
cena: 217 Kč
Vesmír bohovia ludia
Vernant Jean-Pierre
Související články:

Žijeme v cyklickém vesmíru, který prostupuje přízračné pole?     Autor: Stanislav Mihulka (25.10.2013)
Spasila čerstvě zrozený vesmír gravitace?     Autor: Stanislav Mihulka (21.11.2014)
Jsou jasné skvrny pradávného záření stopou jiných vesmírů?     Autor: Stanislav Mihulka (01.11.2015)



Diskuze:

big bang

Drahomír Strouhal,2016-01-19 08:56:40

Velký třesk je jeden z největších omylů kosmologie. Aby se obhájila existence počátečního vysoce komprimovaného vesmíru, vymýšlejí se kličky a dodatky, které prakticky odporují fyzikálním zákonům. Rychlost světla a z toho plynoucí omezení prakticky nikoho nezajímá. Prostě se musí vše narvat do jednoho bodu, ať mají věřící radost, že alespoň v nějaké chvíli bylo potřeba vesmír nakopnout do začátku.
Tenhle přístup se mi vůbec nelíbí. S přibývajícími poznatky si začínám myslet, že velký třesk prostě je jen velký blud, stejně jako temná hmota. Ta úporná snaha držet se jedné teorie mi začíná opravdu připomínat středověk. Sice se za to neupaluje, ale autocenzura funguje, a když někdo přijde s alternativou, následuje pousmání a hurá do další práce, co potvrzuje nynější stav.

Odpovědět


Re: big bang

Richard Palkovac,2016-01-19 09:05:53

Asi nieco taketo ako Vy, som chcel napisat uz vcera, ale potom sa mi nechcelo. Tiez povazujem Velky tresk (ako absolutny zaciatok a zdroj celeho nasho vesmiru) za nezmysel. Lokalne "Velke tresky" ale pripustam.

Absolutny Velky tresk nepripustam preto, lebo potom by mala existovat absolutna vztazna sustava a tomu neverim uz cisto z filozofickeho hladiska.

Za dalsie nezmyselne vymysly povazuje tmavu hmotu a tmavu energiu.

Odpovědět


Re: Re: big bang

Drahomír Strouhal,2016-01-19 09:50:34

Tak ono něco jako restart muselo existovat. Jinak bysme nemohli pozorovat vzrůstající metalicitu, ale viděli bychom metalicitu průměrně konstantní s obousměrnými výkyvy a mechanismy to zajišťujícími. Samozřejmě to neodporuje Vašemu názoru, protože náš Vesmír může být lokálním výkyvem.

Odpovědět


Re: Re: Re: big bang

Jakub Beneš,2016-01-19 09:58:49

zacatek s nejnizsi metalicitou urcite existoval. co to ale bylo to nevime. prirozene se nabizi bod, protoze astrofyzici i rovnice radi chodi do extremu :) ale vesmir mohl vzniknout treba rovnou ve velikosti po inflaci, nebo nevzniknout a byt tu vecne a jen se v nem prepnul nejaky fazovy stav. co se tyka mechanizmu snizujicich metalicitu, nabizi se cerne diry, kdy se vsechna hmota opet promichava do prvotniho neatomarniho stavu. takze zbyva jak ji dostat ven v podobe vodiku a helia. ale mozna ze ji ani ven dostavat nemusime, a sami se nachazime uvnitr cerne diry. taky jedna z teorii, ktera se obejde bez velkeho tresku.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: big bang

Richard Palkovac,2016-01-19 11:52:55

To "nabizi se cerne diry, kdy se vsechna hmota opet promichava do prvotniho neatomarniho stavu" ma uz tiez napadlo a pouzivam to vo svojej hypoteze o Sive objekty.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: big bang

Drahomír Strouhal,2016-01-19 13:50:59

Možná by stálo za to zjistit (vypočítat), jestli neexistuje opačný extrém černých děr - maximální velikost. A tím nemám na mysli neschopnost pohlcovat běžnou hmotu, jako spíš jestli při nějaké její maximální velikosti nedojde ke zhroucení integrity horizontu událostí a následné expanzi hmoty rozložené na prvočinitele.

Odpovědět


Re: Re: big bang

Marcel Brokát,2016-01-19 15:14:38

no a právě proto že věříte/nevěříte žádný významný objev na poli fyziky neučiníte...

Odpovědět


Re: Re: Re: big bang

Richard Palkovac,2016-01-20 10:05:49

Neverim, ze chapete, co by to znamenalo, ak by existovala absolutna vztazna sustava.

Sucasna fyzika makrosveta, teoria relativity, je postavena na viere v to, ze existuje fyzika, ktora plati pre cely vesmir rovnako. A to je len a len viera, ktoru podporuju doteraz vykonane experimenty v nasom blizkom okoli, nic viac.

Verim, ze pre vesmir ako celok teoria relativity neplati, ale zaroven verim v tom, ze pre nasu gravitacne viazanu skupinu galaxii teoria relativity plati.

Odpovědět

nesmyslné teorie...

Petr Petr,2016-01-19 07:44:13

První inflace byla přidána proto, aby "vysvětlila" rozpor mezi teorií a pozorováním. Vůbec ale nic nevysvětluje (neví se proč a jak), jen umožňuje nějaký parametr dát do souladu. Dalším nesouladným parametrem je temná hmota (opět se neví co je to, proč a jak interaguje). Tento parametr se nahradí jiným parametrem - sekundární inflací. Je to jen zbytečná reinterpretace. Kdy se konečně budou věci nazývat pravými jmény. Prostě, teorie velkého třesku nesouhlasí s pozorováním a proto si musíme vymyslet podivnosti (laboratorně/experimentálně nepozorované) jako je kosmologická inflace (aby sedělo rozpínání vesmíru) a temná hmota.

Odpovědět

SEN SA STAL SKUTOČNOSŤOU

Rene Mikolas,2016-01-18 23:11:36

Fyzik Hooman Davoudiasl z Brookhavenské národní laboratoře (BNL) na newyorském Long Islandu a jeho kolegovia publikovali na webe časopisu Physical Review Letters hypotézu sekundárnej inflácie, v ktorej si vypožičali inflačný mechanismus a použili ho k vysvetleniu pozorovaného množstva inak stále záhadnej temnej hmoty.

SLOVUTNÍ VEDCI SI VYPOŽIČALI MOJU HYPOTÉZU DOBLE BIG BANGu A DVOJITEJ INFLÁCIE.

Teda najprv ma zvozil za ňu diskutér na debate k článku na OSEL s názvom:
Průjezdné červí díry v multimetrické gravitaci  

Matyáš Patlevič,2014-04-29 19:50:08
Ba naopak, jsem pro produktivní debatu, ale vaši teorii zde omíláte snad u každého kosmologického článku. Tvrdíte, že za sebou máte matematickou analýzu, pak tedy svou teorii sepište, podpořte potřebným matematickým aparátem a nabídněte některému periodiku k publikování. Pokud jí bude neustále opakovat na diskuzi zde, je to jen mlácení prázdné slámy.
*****
Takže Matísku, otváram si koňak a spijem sa ako hovado.
Pred rokmi som takto prevetrával kde sa dalo, ako sa dá ušetriť na brúsení veľkých zrkadiel pre astronomické ďalekohľady rotáciou sklenej taveniny až do vychladnutia;
a oouha po pár mesiacoch si to v USA dal niekto patentovať.

A história sa opakuje a moju hypotézu dvojitej inflácie zverejnil tím Hoomana Davoudiasla.

Odpovědět


Re: SEN SA STAL SKUTOČNOSŤOU

Rene Mikolas,2016-01-18 23:24:35

A tu vám dávam na vedomie články v debatách na OSEL, v ktorých som zverejnil v r. 2014 svoje neumelé vtákoviny a ktoré sa tak dobre hodili zmienenému tímu na Long Islande.
Tu sú:
*
Článok na OSEL: Průjezdné červí díry v multimetrické gravitaci  
Príspevok: Zdá sa, že všetko do seba zapadá – (a všetky nasledujúce príspevky).
Rene Mikolas,2014-04-28 05:46:33
*
Článok na OSEL: Surfování na gravitačních vlnách s jarním kosmologickým masakrem
Príspevok: Jen jsem si tak odskočil od plotny
Rene Mikolas,2014-03-25 00:03:01
*
Článok na OSEL: Tajemné kruhy z minulého vesmíru
Príspevok: Double Big Bangs
Rene Mikolas,2014-03-26 04:07:15
*
Článok na OSEL: Co když černé díry vůbec neexistují?  
Príspevok:Pripomenulo mi to Dirakov impulz
Rene Mikolas,2014-10-04 17:36:55
*
Článok na OSEL: Co když černé díry vůbec neexistují?  
Príspevok: Pripomenulo mi to Dirakov impulz
Rene Mikolas,2014-10-04 17:36:55

Hypotézu som postupne dopĺňal, dotváral a teraz ju mám niekde na PC. Takže sledujem.

Odpovědět


Re: SEN SA STAL SKUTOČNOSŤOU

Richard Palkovac,2016-01-19 09:29:29

Odkedy existuje internet, tak som sa presvedcil o tom (kedze existuje Google a pod.) ze malokedy ma napadne myslienka, ktora uz nenapadla niekoho ineho na svete. Je to celkom prekvapujuce, na prvy pohlad, ale ked sa zamyslite nad tym, ze kolko je uz ludi na svete a vacsina z nich uz nemusi fyzicky makat, ziskavat neustale len potravu, aby prezila, tak je to celkom pochopitelne a vlastne nevyhnutelne.

Ak sa s nejakou svojou viacmenej filozofickou uvahou pochvalite na internete, tak sa moze stat aj to, ze niekoho "nakopne" a ked je ten niekto profesionalny vedec, tak to moze dopadnut cisto teoreticky aj tak, ako si to myslite Vy.

Potom Vam uz prakticky asi zostava len, hrejivy pocit pri srdci "ja som to tusil", ale nemusite z toho byt smutny, lebo to, co je uvedene v tomto clanku je tiez len filozoficka uvaha, ktora nema ziadnu skutocnu hodnotu a zachvilu sa na nu zabudne.

Odpovědět

Otázka

Daniel Konečný,2016-01-18 22:48:01

Jaký je rozdíl mezi inflací a rozpínáním vesmíru v současnosti, kromě rychlosti? Nemůže být právě dnešní pozorovaná expanze takovou sekundární inflací?

Odpovědět


Re: Otázka

Jakub Beneš,2016-01-19 10:09:57

rozdil je tento: inflace je predpokladany akt vesmiru, pri kterem neplati fyzikalni zakony, a je vyvozen z toho, ze jedna teorie se neshoduje s jinou teorii. soucasne rozpinani vesmiru je myslenkovy konstrukt, odvozeny z pozorovani pohybu vzdalenych galaxii a vyzaduje pridani magicke temne energie o ktere vubec nic nevime. :-)

Odpovědět

Sekundární inflace

Vlastislav Výprachtický,2016-01-18 22:05:52

Kosmologická inflace je v částečném rozporu s teorií velkého třesku / homogenita /.Podle množinové aplikace můžeme brát v úvahu i průnik vesmírů a jejich možné sjednocování. Černé díry jako koncentrátory gravitace a tedy i hmoty mohou vytvářet zcela nová kvantová pole a částice, která se dále zúčastňují na nových výskytech energetických jevů. / temná enrgie, temná hmota a příp. další./.

Odpovědět

Všehovesmír - mnohovesmír

Zdeněk Smutný,2016-01-18 19:03:00

Jestli víme, že existují černé díry, které pohlcují hmotu a záření, tak zákonitě existují nebo existovali bílé díry, které hmotu a záření vydávají, což by mohl být sám Velký třesk. Dále jestli předpokládáme ,že vše má svůj počátek a konec tak lze usuzovat, že před 14 miliardami let nezačal počátek všehomíra a našeho vesmíru, ale jen jedna z řady stále se opakujících epizod v existenci všehomíra, kdy náš vesmír se bude rozpínat inflací jen do určité doby a pak zákonitě nastane deflace zhroucením tohoto vesmíru, následující novým třeskem.
Domnívám se, že zmizelá hmota v černých dírách která je za horizontem událostí je právě důkazem jiného vesmíru. Potom má autor teorie pravdu. Vysvětlovalo by to také elegantně temnou hmotu. Mám názor i na temnou energii, ale je tak podivná, že si jí raději nechám pro sebe.

Odpovědět


Re: Všehovesmír - mnohovesmír

Rene Mikolas,2016-01-18 23:41:40

Tiež som si to nechával pre seba a hore vidíš ako to dopadlo.

Odpovědět


Re: Re: Všehovesmír - mnohovesmír

Zdeněk Smutný,2016-01-19 00:55:48

Ještě štěstí, že se už za kacířské názory a teorie neupaluje. Každá teorie, která se důkazy nevyvrátí je v podstatě správná a měla by se akceptovat včetně zkoumání.

Odpovědět


Re: Re: Re: Všehovesmír - mnohovesmír

Daniel Konečný,2016-01-19 03:23:23

Hodně štěstí při vyvracení a zkoumání čtyřrozměrných trpaslíků v jádru černých děr. Já furt říkám, že tam žádná singularita není.

Odpovědět

Nádhera!

Marcel Brokát,2016-01-18 18:34:03

prostě nádhera, cítím revoluční poznatky....

Odpovědět


Re: Nádhera!

Milan Krnic,2016-01-19 14:17:09

Trochu vám závidím. Já cítím hromadu nových a nových hypotéz, poznatky žádné, a tedy skepsi.

Odpovědět


Re: Re: Nádhera!

Marcel Brokát,2016-01-19 15:17:55

to chce optimismus, vždycky se objeví nový poznatek, jen se nesmí přestávat a propadat skepsi. milion milionů smysluplných hypotéz a milion miliontá první bude zásadní poznatek

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni