Podle nové teorie tvoří temnou hmotu bláznivě těžké částice  
Bláznivě těžké není v tomhle případě daleko od pravdy. Částice Planckovské interagující temné hmoty (PIDM) by měla vážit asi tak jeden mikrogram.

 

Tvoří temnou hmotu extrémní supertěžké částice? Kredit: Hexe78 / deviantart.
Tvoří temnou hmotu extrémní supertěžké částice? Kredit: Hexe78 / deviantart.

Asi je už opravdu zbytečné opakovat, jak potměšilá je temná hmota s temnou energií. Vidíme kolem sebe celý vesmír, se všemi jeho galaxiemi, hvězdami a mlhovinami. Je obrovský. A přitom tohle všechno je jenom malá část skutečného vesmíru. Celý zbytek vesmíru se skrývá v temnotě a odtamtud se nám směje. Fyzici se tohle tajemství snaží rozluštit jako nic jiného. Ale temná hmota divoce vzdoruje, o temné energii ani nemluvě. Není divu, že se nespokojení vědci uchylují ke stále větším extrémům, které by za normálních okolností ponechali ve světě astrofyzikální science fiction. Například nedávno navržená Planckovská interagující temná hmota (Planckian Interacting Dark Matter, čili PIDM), to je extrém par excellence.

Martin Sloth. Kredit: CP3-Origins.
Martin Sloth. Kredit: CP3-Origins.


Proč jsme přes veškeré, velice usilovné snažení zatím žádnou temnou hmotu nenašli? Martin Sloth z centra The Centre for Cosmology and Particle Physics Phenomenology (CP3-Origins) Univerzity jižního Dánska a jeho kolegové ve studii uveřejněné časopisem Physical Review Letters navrhují, že možná hledáme částice temné hmoty způsobem, jakým je nikdy nemůžeme odhalit. Možná je temná hmota natolik odlišná od našich stávajících představ, že musíme úplně od základů změnit svůj přístup.

Vědci už celá desetiletí pracují s konceptem, v němž jsou částice temné hmoty relativně lehké a jen velmi slabě interagují s běžnou hmotou. Takové částice by bychom měli upéct ve srážkách na urychlovačích částic. Říká se jim WIMPy (Weakly-Interacting Massive Particles) a podle příslušných teorií měly vzniknout v ohromných množstvích bezprostředně po Velkém třesku. Jenže žádný z našich důmyslných a pořádně nákladných experimentů, zatím po takových částicích nenašel ani sebemenší stopu. Otázkou je, co s tím.

WIMPy stále nejsou na dohled. Kredit: CDMS / UC Berkeley.
WIMPy stále nejsou na dohled. Kredit: CDMS / UC Berkeley.


Sloth a jeho spolupracovníci navrhují, že bychom měli hledat mnohem těžší částice, které interagují s běžnou hmotou jedině prostřednictvím gravitace. Vzhledem k jejich váze je nemůžeme přímo detekovat. A když Sloth a spol. říkají mnohem těžší, tak tím mají na mysli naprosto šíleně těžké částice. Nazvali je částicemi Planckovské interagující temné hmoty (PIDM). Jedna taková částice by měla být asi tak 10 miliard miliardkrát (nebo 10 trilionkrát) těžší než proton. To odpovídá zhruba jednomu mikrogramu. Na jednu částici velice slušný výkon. Pokud takové supertěžké částice vskutku existují, tak by měly mít tak strašlivou hustotu, že jsou vlastně neustále jednou nohou ve zhroucení do maličké černé díry.

CP3-Origins


Když si je badatelé namodelovali, tak se ukázalo, že by takové částice mohly vzniknout, pokud by byl vesmír na počátku extrémně horký. Tak horký, jak ještě umožňují horní limity teorie Velkého třesku. Potíž je v tom, že s takhle strašlivě hmotnými částicemi nám ani ty nejskvělejší urychlovače částic nepomohou. Sloth s kolegy ale navrhují, že bychom je mohli nepřímo vystopovat v reliktním mikrovlnném záření. Kdyby totiž byl vesmír na počátku doopravdy tak horký, jak požaduje vznik částic PIDM, tak by se v něm měly vytvořit gravitační vlny, jejichž vlnění by se otisklo do reliktního záření. Naše přístroje na to asi zatím nestačí, ale příští generace experimentů pro výzkum reliktního záření by to měla zjistit. Takových experimentů se prý připravuje více než 10. Jejich cílem je proměřit polarizaci reliktního záření, z pozemních observatoří, balónů i satelitů.

Pokud se to v budoucnu povede a některý z experimentů potvrdí existenci bláznivě těžkých částic PIDM, tak to bude mít dalekosáhlé důsledky. Samotné objasnění podstaty temné hmoty bude samozřejmě úchvatné, kromě toho se ale také dozvíme, jak to vlastně bylo s kosmologickou inflací. Co byla zač, jak začala a jak zase skončila. I to je totiž pro nás stále velkou záhadou. Takže, s chutí do toho.


Literatura
University of Southern Denmark 14. 3. 2016, Physical Review Letters 16: 101302, Wikipedia (Weakly interacting massive particles).

 

Autor: Stanislav Mihulka
Datum: 25.03.2016
Tisk článku

Temná hmota - Šalev Aner
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 279 Kč
cena: 237 Kč
Temná hmota
Šalev Aner
Související články:

Co nám řeklo pozorování antiprotonů pomocí zařízení AMS o temné hmotě?     Autor: Vladimír Wagner (13.07.2015)
Déja vu s temnou hmotou?     Autor: Stanislav Mihulka (29.07.2015)
Vysvětlí chybějící část vesmíru stealth temná hmota?     Autor: Stanislav Mihulka (25.09.2015)
Zahrává si temná hmota se základními fyzikálními konstantami?     Autor: Stanislav Mihulka (20.11.2015)



Diskuze:

Toto je špatná teorie

Martin Jahoda,2016-03-27 00:24:58

protože, kdyby na začátku vznikli tyto částice tak by tvořili základy všech hvězd galaxií. Ale, když měříme hmotnost planet a hvězd, tak tam žádná taková hmota není. Z toho mi plyne potvrzení mé teorie, že temná hmota je sekudání projev klasické hmoty a to tak, že prolétá-li foton nebo nějáká částice čísté vakuum, tak za sebou nechává vybuzenou brázdu virtuálních částic a ty mají určitou dobu, po kterou se gravitačně projevují než zaniknou. Proto temnou hmotu těžko najdeme ve Sluneční soustavě plné slunečního větru ale najdeme ji kolem galaxií, kde už je hustota plynů dostatečně nízká a vakuum dostatečně čisté a spousta záření prolétající toto prázdno. To také vysvětluje, proč zjišťujeme gravitační působení temné hmoty kolem galaxií a nezasahuje nám do hmotnosti hvězd a středů galaxií.

Odpovědět


Re: Toto je špatná teorie

Martin Jahoda,2016-03-27 00:27:09

Malé upřesnění - musí se jednat o foton nebo o čásici pohybující se téměř rychlostí světla.

Odpovědět


Re: Toto je špatná teorie

Marcel Brokát,2016-03-27 10:59:35

Dotaz:
Jak Vaše teorie vysvětlí nerovnoměrné rozložení temné hmoty ve vesmíru?

Odpovědět


Re: Re: Toto je špatná teorie

Martin Jahoda,2016-03-27 17:28:19

Dalo by se předpokládat, na základě nedavných pozorování poločasu rozpadu částic, že rychlost zániku virtuálních částic závisí na tom, jeli v okolí nějaká hmota. Kde nic není tam se virtuální částice udrží nejdéle. Protože se hmota po velkém třesku, začla při chladnutí (změna energie na prostor) shlukovat vlivem gravitace tak začli vznikat prázdná místa kde mohli vzniknout virtuální částice. Dále s toho plyne, že nejvíce temné hmoty musí být na nejkratší spojnici mezi galaxiemi, protože tam se vyskytuje záření vždy od obou galaxií. Vlivem pohybu galaxií se sice tyto spojnice deformují ale v principu se nám budou jevit jako síť spojující galaxie....

Odpovědět


Re: Toto je špatná teorie

Jakub Matouš1,2016-03-27 13:25:11

Mám taky teorii o temné hmotě (a troufnu si říct že originálnější, ale né exotičtější). Má teorie předpokládá že kromě třírozměrného prostoru je vesmíru ještě minimálně jeden rozvinutý rozměr v kterém je náš prostor zmuchlán tak že se zájmeně ovlivňují galaxie z úplně jiných částí vesmíru. Pro vysvětlení přebytku temné hmoty vůči viditelné musí být vesmír velmi zmuchlán tak že na sebe působí desítek galaxii napříč vesmírem.

Odpovědět


Re: Toto je špatná teorie

Jakub Matouš1,2016-03-27 13:25:14

Mám taky teorii o temné hmotě (a troufnu si říct že originálnější, ale né exotičtější). Má teorie předpokládá že kromě třírozměrného prostoru je vesmíru ještě minimálně jeden rozvinutý rozměr v kterém je náš prostor zmuchlán tak že se zájmeně ovlivňují galaxie z úplně jiných částí vesmíru. Pro vysvětlení přebytku temné hmoty vůči viditelné musí být vesmír velmi zmuchlán tak že na sebe působí desítek galaxii napříč vesmírem.

Odpovědět


Re: Re: Toto je špatná teorie

Marcel Brokát,2016-03-27 14:32:18

já mám také teorii - že se nudíte - vykrádáte jiné autory a hodně gúglíte: both.

Odpovědět


Re: Re: Re: Toto je špatná teorie

Jakub Matouš1,2016-03-28 18:22:17

Váš názor mi přijde zbytečně agresivní.
Na tuto teorii jsem přišel sám, což samozřejmě neznamená že nikdo nemohl mýt podobný návrh přede mnou. Já jsem sice na teorii na internetu nenašel, ale pokud víte o nějaké která se podobá budu vděčný za odkaz.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Toto je špatná teorie

Marcel Brokát,2016-03-28 19:40:48

To Matouš1:
1) velmi pochybuji, že jste nikdy neslyšel o reálných úvahách fyziků a matematiků že žijeme ve více rozměrném prostoru
2) stejně tak velmi pochybuji, že jste neslyšel o svinutí oněch dimenzí
3) stejně tak pochybuji že jste neslyšel o červích dírách
4) dále pochybuji, že jste neslyšel někde mutivesmíru a spekulaci že e navzájem ovlivňují gravitačně, ale bez interakce

vše jsou to notoricky znám teorie. Takže sumasumárum Váš nápad není nic jiného než kombinace všeho uvedeného. Jinými slovy opsáno to co již bylo omíláno mnohokrát...

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Toto je špatná teorie

Jakub Matouš1,2016-03-29 09:37:57

O všem jsem slyšel a jsem rád že má teorie do nich zapadá protože vymyslet teorii, která nemá aspoň minimální oporu v již v známých faktech je sice zábavný, ale k ničemu.
O všem vy jste vůbec nereflektoval mou základní myšlenku teorie, která je, aspoň podle mně inovativní, že se gravitačně ovlivňuje náš viditelný vesmír takovým způsobem že plně nahrazuje temnou hmotu (o tom já jsem nikdy neslyšel).

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Toto je špatná teorie

Jakub Matouš1,2016-03-29 11:06:37

PS. Slyšel jsem teda teorii, která nahrazuje temnou hmotu viditelnou ale ta spoléhá nato že byla temná hmota špatně spočítaná a viditelný je ve skutečnosti víc. nicméně ta nemá s mou teorii nic společného.

Pokud vám tak vadí že kombinuji známé fakty tak mám i teorie, která se nezakládá na žádných faktech. Třeba Jakým způsobem Eru stvořil Ardu svět Středozemě.

Jedený co nechápu proč se mi předchozí komentář ztrojnásobil.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Toto je špatná teorie

Marcel Brokát,2016-03-29 11:51:04

to ztrojnásobení je působení jiných diskusí internetu na tuto diskusi skrze zmuchlání kyberprostoru...

ad vaše teorie - ne nevadí mně to. zcela jistě nové zásadní nápady a objevy vznikají přemýšlením, dokonce i na první pohled absurdním.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Toto je špatná teorie

Jakub Matouš1,2016-03-29 11:06:42

PS. Slyšel jsem teda teorii, která nahrazuje temnou hmotu viditelnou ale ta spoléhá nato že byla temná hmota špatně spočítaná a viditelný je ve skutečnosti víc. nicméně ta nemá s mou teorii nic společného.

Pokud vám tak vadí že kombinuji známé fakty tak mám i teorie, která se nezakládá na žádných faktech. Třeba Jakým způsobem Eru stvořil Ardu svět Středozemě.

Jedený co nechápu proč se mi předchozí komentář ztrojnásobil.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Toto je špatná teorie

Jakub Matouš1,2016-03-29 09:38:02

O všem jsem slyšel a jsem rád že má teorie do nich zapadá protože vymyslet teorii, která nemá aspoň minimální oporu v již v známých faktech je sice zábavný, ale k ničemu.
O všem vy jste vůbec nereflektoval mou základní myšlenku teorie, která je, aspoň podle mně inovativní, že se gravitačně ovlivňuje náš viditelný vesmír takovým způsobem že plně nahrazuje temnou hmotu (o tom já jsem nikdy neslyšel).

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Toto je špatná teorie

Jakub Matouš1,2016-03-29 09:38:04

O všem jsem slyšel a jsem rád že má teorie do nich zapadá protože vymyslet teorii, která nemá aspoň minimální oporu v již v známých faktech je sice zábavný, ale k ničemu.
O všem vy jste vůbec nereflektoval mou základní myšlenku teorie, která je, aspoň podle mně inovativní, že se gravitačně ovlivňuje náš viditelný vesmír takovým způsobem že plně nahrazuje temnou hmotu (o tom já jsem nikdy neslyšel).

Odpovědět

Xavier Vomáčka,2016-03-25 17:59:32

Tahle celá diskuze mi připomíná jeden rozhovor:

Prouza: Zejtra se začne s opakováním literatury a ty koupíš knížku.
Skopec: Co? Co koupím? Vy jste se... To je šílenec! Zase vyhazovat peníze. Koupit knížku? Na co? Tu si půjčíme od nějakýho školního dítěte.
Prouza: Ne, ne, musí se to koupit, protože základy budeme potřebovat furt. A potom se půjdeme podívat do univerzitní knihovny.
Skopec: Ježišmarjá, co zase do knihovny? Na co do knihovny, když budeme mít knihu? Ty jseš, prosim tě, úplně hysterickej!

Odpovědět

hustota :)

Jakub Beneš,2016-03-25 12:12:59

to jste pane mihulka opět trochu přestřelil. pokud by měly tak velkou hmotnost, tak to nic o jejich hustotě nevypovídá. hustota je definována jako natěsnání částic. jedna částice, jakkoliv hmotná, hustotu nemá.

Odpovědět


Re: hustota :)

Jirka Truhlář,2016-03-25 14:03:37

Až na to, že částice bývají z částic a při tak velké hmotnosti...

Odpovědět


Re: hustota :)

Leopold Kyslinger,2016-03-25 14:43:02

Hm...už na ZŠ se učí, že hustota = hmotnost lomená objemem. O natěsnání se dá mluvit leda v autobusu.

Odpovědět

Temná hmota

Vlastislav Výprachtický,2016-03-25 11:36:01

Temná hmota a temná energie může být pozůstatek Velkého třesku - reakční zbytky antihmoty. Proto ji lze velmi těžko detekovat. Podle teorie duality by temná energie mohla být jejím průvodcem a jen v extrémních podmínkách se může projevit. Hmotnost temné hmoty bude těžko definovatelná, bude se spíše jednat o limitní vlnění.

Odpovědět

Tak se mi zdá že ten blázen ze Švejka,

Karel Rabl,2016-03-25 10:41:02

který tvrdil že v Zeměkouli je ještě jedna a ta je mnohem větší měl snad i pravdu. Jak jsem již zde na oslu psal před mnoha lety že země je vlastně "časová dutina" a vše okolo je mnohem hmotnější, je to logické, země a hmota okolo sebe vytváří prostor, který je omezen časem, když ten zmizí"prostor" opět zaplní, třeba ty vaše částice.Ale myslím si že věc není tak jednoduchá jak by se na první pohled zdálo ta "částice nebo její část" může být v celém vesmíru třeba jedna na jednu galaxii.

Odpovědět


Re: Tak se mi zdá že ten blázen ze Švejka,

Leopold Kyslinger,2016-03-25 11:01:16

S tím časem...je to rozměr jako každý jiný. Pomůže vám následující představa: Naší běžné logice se nevymyká úvaha, že dva totožné třídimenzionální prostory jsou odděleny časem. A v té představě není obtížné ten čas nahradit úsečkou. Domněnka, že že veškeré gravitační působení temné hmoty lze nahradit jednou jedinou částicí naráží na to, že rozložení temné hmoty je docela dobře známé a nekoresponduje s vaším názorem.

Odpovědět


Re: Re: Tak se mi zdá že ten blázen ze Švejka,

Jakub Beneš,2016-03-25 12:18:05

leda by ta jedna castice mela tvar kruznice a byla kolem kazde galaxie :-D

Odpovědět

PIDM

Leopold Kyslinger,2016-03-25 07:48:01

Jestliže existují, musel by být pozorovatelný proces jejich koncentrace, který by se nadto neustále zrychloval.

Odpovědět


Re: PIDM

Josef Hrncirik,2016-03-25 08:33:15

A zakoncentrovaly by se extrémně rychle.
Není lepší vsadit na malé až extrémně malé?

Odpovědět


Re: Re: PIDM

Jozef Vyskočil,2016-03-26 07:59:17

Okolo nich by sa musela koncentrovať aj normálna hmota (a antihmota), síce by si ju častice temnej hmoty nevšímali, ale gravitačne by ju pritiahli do nejakého chuchvalca.

Odpovědět

Nedalo by se to "očůrat" takhle:?

Jaroslav Mrázek,2016-03-25 07:41:47

Temná hmota je shromážděna ve všech dalších paralelních vesmírech a prostým výpočtem (dělením)lze konečný(!) počet těchto vesmírů zjistit a "přizpůsobit" tomu naši fyziku a matematiku...? Źádná teorie prý není dostatečně šílená, aby mohla být pravdivá ... :-)

Odpovědět


Re: Nedalo by se to "očůrat" takhle:?

Jakub Matouš1,2016-03-25 13:14:20

Tato teorie naráží na problém že by se fyzika musela v paralelních vesmírech chovat jinak protože když by se chovala totožně vznikli by v ní tělesa která by byla přitahovaná gravitací těles z ostatních vesmírů takže by většina hmoty ve všech paralelních vesmírech by tak byla zarovnána s tou naší.

Odpovědět


Re: Re: Nedalo by se to "očůrat" takhle:?

Jaroslav Mrázek,2016-03-25 14:24:33

Právě proto jiná fyzika, jiná matematika, jiný čas, jiná teorie...."upravit" byl "něžný termín" pro předělat ...

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni