DESI mapuje vesmír a temnou energii. Kredit: DESI Collaboration/KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/P. Horálek/R. Proctor, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Na observatoři Kitty Peak v Sonorské poušti v Arizoně pracuje pozoruhodný experiment DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument). V podstatě provádí spektrografické průzkumy vzdálených galaxií, jejichž výsledky slouží k výzkumu historie rozpínání vesmíru a stále naprosto záhadné temné energie.

Kevin Croker. Kredit: University of Hawaii.

DESI vytváří mapy rozpínání vesmíru během prvních 10 miliard let od Velkého třesku, čímž vlastně provádí kosmickou inventuru hmoty a temné energie. Pokud jde o hmotu, v tomto pojetí zahrnuje temnou hmotu, s níž počítá jako s chladnou (cold dark matter), baryony a neutrina. Vědci před časem dospěli k tomu, že neutrina zřejmě mají nějakou nesmírně malou hmotnost, ale stále na tom pracují. Určení hmotnosti neutrin je přitom velmi významné pro osud vesmíru.

Háček je v tom, že DESI dohání vědce studující neutrina k šílenství. Podle výsledků, které DESI dodává, se totiž zdá, že dnes je ve vesmíru méně hmoty než ve vzdálené minulosti. Mimo jiné to znamená, že by neutrina mohla mít zápornou hmotnost. Což, jak velice důstojně říká Rogier Windhorst z Arizona State University (ASU), je „nefyzikální“ (unphysical). Taková neutrina ve svých výpočtech nechcete.

Jak geniálně jednoduše vysvětlit složitý problém v "pohraničí" dnešní fyziky. Kredit: vlevo: Ahlen at al. (2025), Physical Review Letters; vpravo: Claire Lamman/DESI Collaboration.

Tým DESI Collaboration, očividně ve snaze uchránit svoji pověst, přikročil, pro vědce poněkud netradičně. Povolal si kvůli tomu do týmu dvojici exorcistů, kterou tvoří Kevin Croker z ASU a Duncan Farrah z University of Hawaii, aby zahnali přízraky neutrin se zápornou hmotností.

Croker s Farrahem na to mají úžasnou zbraň, extravagantní hypotézu černoděrového stroje na temnou hmotu, kterou vymysleli asi před 5 lety. Hypotéza Cosmologically coupled black holes (CCBH) totiž mimo jiné matematicky popisuje černé díry jako kapky temné energie a počítá s tím, že černé díry jsou jako stroj, který konvertuje hmotu zhroucené hvězdy na temnou energii.

Díky hypotéze CCBH mizejí „nefyzikální“ neutrina jako ranní rosa. Pokud platí, hvězdy, které jsou tvořené baryony, jsou po smrti sešrotovány černými děrami na temnou energii. Tím pádem by nebylo záhadou, že množství baryonů a hmoty celkově ve vesmíru vlastně klesá. Neutrina jsou v takovém případě v pohodě a mohou mít sice nepatrnou, ale rozhodně kladnou hmotnost.

Video: The first observational link between black holes and dark energy, Dr Kevin Croker

[W148] Kevin Croker: Black Holes as an Astrophysical Source of Dark Energy: Theory and Evidence

Literatura

University of Michigan 21. 8. 2025.

Physical Review Letters 135: 081003.