Pátrání po temné hmotě je stále stejně neúspěšné. Tedy možná více neúspěšné, protože docházejí možnosti. Vědci proto sahají ke stále exotičtějším myšlenkovým konstrukcím. Astrofyzik Enrique Gaztañaga z britského Institute of Cosmology and Gravitation na University of Portsmouth navrhuje, že by temnou hmotu mohly tvořit černé díry, které tady zbyly jako pozůstatek po předešlém vesmíru.
Většina lidí hledá temnou hmotu v podobě nějakých méně či více exotických částic. Černé díry by ale mohly fungovat taky. Mají hmotnost, a to pořádně velkou – a současně nejsou vidět, pokud tedy zrovna něco nepožírají. Gaztañaga to okořenil tím, že by šlo o „pravěké“ černé díry, které pocházejí z předešlého vesmíru.
Podle takových představ nebyl Velký třesk počátkem všeho, ale jen takovou mezihrou. Minulý vesmír se zhroutil, prošel fází Velkého třesku a od té doby se zase zvětšuje. Dnešní model Velkého třesku je sice atraktivní a úspěšný, má ale svého kostlivce ve skříni. Tím je singularita, bod, v němž neplatí fyzikální zákony ani selský rozum a klíčové parametry nabývají nekonečných hodnot.
Pro fyziky proto není singularita ani tak reálným jevem, jako spíš varováním, že nám něco chybí, něco nechápeme správně, něco jsme ještě neobjevili. Říká nám, že současné teorie a modely nedovedou popsat samotný počátek našeho vesmíru. Proto se vědci snaží nějakým způsobem singularitu vyřešit, například ji obejít alternativou.
Ve standardní kosmologii následuje po Velkém třesku kosmologická inflace, která ultimátním nafouknutím vymaže všechny struktury, co byly předtím. Pro alternativní kosmologii „odrazů“ (bouncing cosmology) to ale neplatí. Gaztañaga spočítal, že by „odraz“ čili překlopení, které by bylo přechodem mezi minulým vesmírem a naším vesmírem, mohly přežít fluktuace hustoty (density fluctuations) a kompaktní objekty o velikosti větší než 90 metrů. Výsledkem by podle Gaztañagy mohla být populace reliktních černých děr rozmanitých hmotností společně s gravitačními vlnami z minulého vesmíru.
Má-li Gaztañaga pravdu, reliktní černé díry a gravitační vlny z minulého vesmíru by mohly vysvětlit temnou hmotu, gravitační pozadí vesmíru (gravitational waves backround), a také přítomnost pořádně supermasivních černých děr a galaxií v raném vesmíru. To, čemu říkáme inflace, by mohla být dynamika po odrazu mezi vesmíry. A Webbovy Červené tečky by mohly být pravěké černé díry z minulého vesmíru. Bude to chtít pořádně testovat proti pozorováním a pak se uvidí.
Video: Enrique Gaztanaga on "The black hole Universe"
Video: Enrique Gaztañaga – CMB anomalies and parity asymmetry
Literatura
Žijeme v cyklickém vesmíru, který prostupuje přízračné pole?
Autor: Stanislav Mihulka (25.10.2013)
Mohou černé díry explodovat kvantovým odrazem?
Autor: Stanislav Mihulka (24.07.2014)
Prošel náš vesmír perfektním kosmologickým Velkým odrazem?
Autor: Stanislav Mihulka (13.07.2016)
Diskuze:
Cyklický vesmír
Petr Soukal,2026-04-16 21:20:43
Z hlediska filozofie je cyklickej vesmír docela pozitivní věc. Dost možná by důsledkem byl neomezenej počet posmrtných životů :) To je dobrý ne?
Re: Cyklický vesmír
F M,2026-04-19 14:11:00
Vždycky si vzpomenu na Futuramu díl "Lepší později než pozdě", kvůli tomu tohle trolím ;-)
Bohužel takto to myšleno není, ten další vesmír by byl jiný (jak moc i konstanty atd?). Čistě filozoficky, by to v tom i v tom stejném cyklu stejně nebyly posmrtné životy, nýbrž jiné jen stejné, žité jinde (jiný vesmír).
Temná hmota
Jiří Brtnický,2026-04-16 08:17:19
Temná hmota, pokud existuje, se chová velmi zvláštně. Je jí asi 5x až 6x více, než námi vnímané běžné hmoty. To je opravdu hodně. Podléhá gravitaci, stejně jako běžná hmota, tak jsme přišli na její existenci. Přesto se vyskytuje hlavně v galaktických halech. Proč nevytváří tělesa vlivem gravitace? Nejenom černé díry, ale tělesa všech možných velikostí, třeba i planet, co by se prozrazovaly jen gravitací. Temné hmoty by mělo být všude velmi mnoho, ten pětinásobek musí být někde vidět. Vysvětlení, které zavádí gravitační působení z vícerozměrných prostorů do našich čtyřech také nevysvětluje to shlukování v galaktických halech. Proč se temné hmotě nechce cestovat k centru galaxií? Úvaha, že pětinásobné množství hmoty cestuje vesmírem nepozorovaně v podobě černých děr různých velikostí asi neobstojí. I hvězdy v galaxiích se náhodně občas přibližují navzájem tak, že narušují gravitačně hala planetárních soustav. V případě takového počtu černých děr by to byl problém z dlouhodobého hlediska možná fatální pro existenci stabilních planetárních systémů. A také by to zase nevysvětlovalo to shlukování v halech galaxií. Ono to vypadá, jakoby temná hmota podléhala kromě gravitace ještě další síle, která působí odpudivě s běžnou hmotou, přičemž odpudivá síla roste s klesající vzdáleností temné hmoty s běžnou hmotou. Gravitace převládné až od určité vzdálenosti. Podobná vlastnost by měla platit i pro samotnou temnou hmotu. Tak jde vysvětlit oddělování temné hmoty od běžné hmoty i neexistenci těles složených z temné hmoty. Nejsem odborník, jen poukazuji na okolnosti, které se dají vnímat selským rozumem. Pokud by tato úvaha platila, nešlo by temnou hmotu detekovat pomocí nějaké interakce s běžnou hmotou, odpudivá síla může při velkém přiblížení růst tak, že se temná hmota s běžnou hmotou nemůže střetnout a interagovat. Vyžadovalo by to zavedení páté síly. Asi to bude stejně všechno úplně jinak. Jisté je to, že pokud se to někdy podaří rozlousknout, nezůstane asi kámen na kameni. To se v poznání přírodních zákonů už několikrát stalo a je to skvělé dobrodružství.
Re: Temná hmota
Pavel Pelc,2026-04-16 09:35:50
Podle Pavla Kroupy (australský astrofyzik a profesor Univerzity v Bonnu, narozen 1963 v Jindřichově Hradci) jsou ve hře i jiné možnosti. Například, že temná hmota neexistuje a my jen stále nerozumíme gravitaci na velkých vzdálenostech a dodává, že soulad OTR s pozorováním máme potvrzen víceméně jen na Sluneční soustavě, nikoli na meziglaktickém prostoru. Také tvrdí, že částice temné hmoty v galaktických halech by musely galaxie brzdit, což je v přímém rozporu s pozorováním. Další možnost je systematická chyba v kalibraci vzdáleností pomocí standardních svíček - a nedávno se tu na Oslu psalo, že nemusí být tak identické jak jsme si doposud mysleli.
Jinak hnidopišsky dodám, že místo pojmu "síla" používáme pojem "interakce", anžto sílu zavedl Newton a už jemu samotnému to později přišlo jako mylná abstrakce. No a někteří fyzici se ani neschodnou na jejich počtu :)
Jinak souhlas, dobrodružství je to neuvěřitelné.
Re: Temná hmota
Milan Štětina,2026-04-16 09:49:32
Gravitace sama o sobě nestačí na shlukování hmoty a vytváření těles. Když máte dvě tělesa, tak obíhají kolem společného těžiště každé po své elipse (tvar závisí na počáteční rychlosti těles). Při třech tělesech je pohyb neperiodický, obvykle je jedno z těles "vystřeleno" pryč. Při velkém množství těles je situace podobná jako u molekul v plynu: gravitace drží molekuly/tělesa v nějaké střední vzdálenosti, občas je něco vystřeleno pryč, takže se sice sníží průměrná rychlost ostatních těles, ale taky se sníží hmotnost, takže střední vzdálenost se nemění.
U normální hmoty se (kinetická) energie částic (tj. rychlost) ztrácí elektromagnetickým vyzařováním (záření absolutně černého tělesa), čímž se sníží střední vzdálenost částic - oblak se zmenšuje a zahušťuje.
Jenže temná hmota z definece elektromagneticky neinteraguje, takže touto cestou energii neztrácí a oblak se tedy nezmenšuje.
Re: Temná hmota
Ežo Vlkolinský,2026-04-19 05:59:41
Vie si niekto predstaviť ako by vyzerala Slnečná sústava, keby tu bolo toľko temnej hmoty ako je v priemere celého vesmíru? Bola by v strede guľa temnej hmoty v škrupine zo svietiacej hmoty?
Re: Re: Temná hmota
F M,2026-04-20 13:04:37
No ta koule tu právě není to pozorujeme, tak pokud ta temná je i zde, což nevíme jistě, ale dá se to předpokládat (ty koule DM ve středech soustav nejsou běžné jistě), tak má jiné vlastnosti. A taková hmota (málo/vůbec sama se sebou interagující; chladná DM) splňuje požadované vlastnosti a není v rozporu s pozorováním. Ale to není jasný důkaz existence, což nikdo ani netvrdí, jen se to zkoumá a zatím to takto vychází.
Tady, předpoklad že by té temné hmoty ve sluneční soustavě mělo být nějak hodně, jde zase o to, že člověk ty vesmírné vzdálenosti na podvědomé úrovni vůbec nepobere. Ta chladná hmota je (by byla) vázaná s rozprostřená v objemu a objem sluneční soustavy jak se běžně chápe (Neptun/Pluto) je v celkovém objemu patřícím nějakým rovným dílem do působnosti Slunce zanedbatelný (nerozeznatelný; ta třetí mocnina poloměru). Potom je třeba počítat s tím, že drtivá část té temné hmoty je mimo tu oblast s hvězdami (galaxií ramena a zkrátka disk), takže i na tu velkou oblast kolem Slunce připadá té DM jen velmi málo.
V těch kalkulacích hustoty vychází cca energie zlomku protonu na centimetr kubický, tedy úroveň pod mezihvězdným vakuem (cca stejný řád). Tady hraje roli ten obrovský objem který má to galaktické halo, které má zhruba 1000x větší průměr než ten disk.
Bonusová zajímavost, hádám (poučeně), že u té naší o tomhle víme docela prd (stále se na tom pracuje) a usuzujeme spíše dle ostatních, které přece jenom narozdíl od té naší vidíme lépe.
Re: Temná hmota
F M,2026-04-19 15:18:37
Zkratkovitě.
Toto vám chybí u toho shlukování "self-interacting dark matter", jde o to zda a nakolik ta hmota reaguje mezi sebou, dále to vysvětluje pan ve svém příspěvku pan Milan Štětina (chladný plyn, cold dark mater). A je to v podstatě ještě otázka, neví se jestli je opravdu zcela ostatních interakcí prostá, tedy moc běžné (silné) ty interakce být nemohou, to by bylo v rozporu s pozorováním.
Především je ta temná hmota opravdu jen ten rozpor, stále je ve hře třeba ten odlišný model gravitace. To zřejmě myslel pan Pelc, OTR (možná záměna něco jako orbitální trajektorie, já čtu jako obecná relativita) jako relativita je právě dokázána pozorováními velmi dobře a omezuje to ostatní. Zde se vychází z toho, že by gravitace na dálku klesala pomaleji než jak se to bere s kvadrantem vzdálenosti, co jsem viděl tak tam zaváděli nějakou lineární ještě mnohem slabší složku, která se ovšem díky tomu se vzdáleností pomalejšímu poklesu stává na větších škálách dominantní (nablízko je tak slabá, že ji nerozlišíme).
Ty černé díry (primordiální) tam prý zatím také vychází. Ovšem v kombinaci, což je další věc, těch zdrojů DM může být několik. Mohou být v poměrně velkém rozpětí hmotností od větších asteroidů něco přes hnědé trpaslíky. Obecně se tady ta gravitace přeceňuje, respektive se podceňuje ta velikost vesmíru, co se týče té existence soustav.
To testování, to je právě ten problém, pokud by interagovala silně (s čímkoli, často/pravděpodobně (částice)) tak by byla rozložená zase jinak. Pokud by reagovala s běžnou hmotou/jinými než gravitačními poly nějak s rozumným "účinným průřezem", tak by jsme ji dávno našli. Právě to, že se nic nepozoruje (úroveň šumu a vůbec možností pozorování, třeba LHC), dává nějaká omezení.
O té vlastnosti nějaké síly (jako silná jaderná interakce), že by na blízko byla odpudivá a na dálku přitažlivá jsem přemýšlel (zavrhl, na větších než kvantových vzdálenostech, bez nějaké superexotiky). To by zde nepomohlo, respektive nebylo potřeba. Gravitace takto nefunguje a další taková síla (ta pátá) by byla třeba jen jako kompenzace nějakých ztrát energie z toho neinteragujícího (pokud by interagovala) systému a myslím mimo rozlišovací schopnost.
Důležité je si také uvědomit, že v tom prostorovém rozložení temné hmoty také nemáme nijak velké prostorové rozlišení (ve smyslu rozlišení detailů, třeba ty ČD) a samozřejmě se to odvíjí zase jen od statistiky nějaké odchylky chování něčeho od toho co se čeká. Takže jakékoli chyby v předpokladech (to se stále přepracovává), vyhodnocování dat a podobně mají velký vliv, k tomu nepřesnosti (ty předpokládané, ve kterých se spousta těch možností ještě "ukrývá") a výsledkem je opravdu jen "současný model", myšleno dnešní ;-) a za pár let to může vše vypadat jinak.
Předešlý vesmír...?
Ladislav Truska,2026-04-16 03:14:11
to se jako hned předpokládá jiný vesmír se stejně fungujícím časem, jako máme my....? "předchozí" nebo následující, nebo jiný vesmír bude mít jistě parametry času úplně jiné.. Může klidně běžet pozpátku.
Jeden jeden předchozí vesmír?
Jiří Basler,2026-04-15 20:12:43
Co když jsou ve vesmíru pozůstatky dalších předchozích vesmírů?
No, sám tomu moc nevěřím...
Ežo Vlkolinský,2026-04-15 18:10:59
V našej slnečnej sústave temná hmota nie je. Vie si niekto predstaviť ako by vyzerala, keď by tu bolo toľko temnej hmoty ako je priemerne v celom vesmíre? Uprostred by bolo nič so škrupinou hmoty, Slnko a planéty by okolo toho obiehali a boli by to škrupiny v ktorých by bolo nič?
Re:
Ilil Akil,2026-04-15 20:34:39
Ak temná hmota existuje, tak nefunguje podľa takýchto naivných predstáv.
Slnečnou sústavou by najmä len prelietala a jej väčsie množstvá by boli len v okolí galaxií.
Napríklad neutrína v Slnečnej sústave sú, no aj keď v nej vznikajú, tak z nich väčšina odletí preč.
Alebo keď neutrína vzniknú inde, tak Slnečnou sústavou len zväčsa preletia.
A tie čo len nepreletia zinteragujú na iné častice.
Takže môže byť temná hmota niečo podobné neutrínam, čo ešte menej interaguje s "normálnou" hmotou.
Re: Re:
F M,2026-04-19 15:34:47
Záleží co to přesně je. Nejjednodušší jsou částice. Ty by se potom vyskytovaly nejhustěji (nejvyšší koncentrace) tam kde jsou centra hmoty, tedy centrum galaxie, potom méně v centrech hvězdných systémů, méně okolo a ještě méně v těch halech. Teda to platí i třeba pro ty černé díry, ale tam už jde o statistiku, zda se nějaké vyskytnou třeba v planetárních drahách za existenci sluneční soustavy.
To relativní prolétání, z pohledu pozorovatele v sluneční soustavě, je správně, jen doplňuji tu hustotu.
Pozor, není ve sporu s tím, že jí je většina (galaktické DM) v halech, pokud jde o celkové množství je třeba počítat s objemem galaxie/halo.
Re: Re:
Ežo Vlkolinský,2026-04-20 20:45:26
Takže vo vesmíre nemôže existovať útvar veľký ako je naša Slnečná sústava s rozložením svietiacej a nesvietiacej hmoty v rovnakom pomere, ako je to priemer v celom vesmíre. Napíšte niečo múdrejšie ako je moja naivná predstava.
Re: Re: Re:
F M,2026-04-21 08:07:15
S tím skutečně na sluneční soustavu připadajícím množstvím temné hmoty se rozepisuji výše, je to skoro nic (kvůli rozložení do celého hala), takže se zřejmě ptáte na něco jiného než myslíte (mohu se mýlit)
Ta formulace je Šalamounská, říci to (pokud by se brala sluneční soustava a její objem a hmotnost), že ve vesmíru nemůže existovat něco i s minimální pravděpodobností bych si netroufl. Není to běžné a nepozoruje se to, ale nevím (fakt to nejsem schopný usoudit) jak daleko jsme to schopni rozlišit naše okolí, galaxie, sousední?, vylučuje se to (běžnost) pro celý pozorovatelný vesmír? Jediné co mě napadá, že ty objekty zřejmě nemohou být moc velké (hmotné), otázka je proč se vylučuje ty možnost, že jde o větší objekty (cca než hmotnost slunce), nakolik je to neprůstřelné.
Ale pokud by se to vzalo doslovně tak si myslím, že takové oblasti budou "běžné" (pokud jsou DM částice, ale z jiného pohledu asi i ty gravitační modely), budou to přechody okrajů mračen vodíku do galaktických hal a podobně (asi, od oka), každopádně obecně ty oblasti kde opravdu velmi klesá koncentrace běžné hmoty (z vakua do ještě vyššího), ale ještě je to oblast kde je hmota a to halo ve slušné koncentraci.
Důvod proč (oboje), je stále stejný, bez dalších interakcí nedojde ke shlukování (jen mírným nárůstům koncentrací), tedy přesněji ke shlukování dojde, ale na jiných škálách (halo, ne hroucení do mraků a hvězd). Jde se na to dívat i obráceně, normální hmota má tendenci k šílenému koncentrování (třeba už mračna vodíku alias podmínky hlubokého vakua ;-) díky vlastnosti zbavit se kinetické energie nějakými podivnými, ve vesmíru neběžnými interakcemi, třeba elektromagnetickou.
Kvantová gravitace na počátku ?
Florian Stanislav,2026-04-15 17:28:34
Nový fyzikální model vyvrací počáteční singularitu při Velkém třesku.Kvantová gravitace na počátku ne singulárního vesmíru, pak ne. Má vysvětlit i inflaci.
https://vtm.zive.cz/clanky/novy-fyzikalni-model-vyvraci-pocatecni-singularitu-pri-velkem-tresku-konecne-dava-smysl-a-pujde-overit/sc-870-a-240576/default.aspx
https://sciencemag.cz/gravitacni-vlny-jako-mozny-puvod-temne-hmoty/
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
