Mají temnou hmotu na svědomí gravitina?  
Gama záření ze středu Mléčné dráhy možná prozrazuje gravitina, hypotetické superpartnery hypotetických gravitonů. Vysvětlí temnou hmotu vesmíru exotická příšera částicové zoo?



 

Zvětšit obrázek
Mapa gama záření celé oblohy, po 2 letech pozorování observatoře Fermi. Kredit: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration.

Odmyslíme-li duchy temné energie, která představuje a možná taky nepředstavuje cca 73 procent veškeré energie skryté ve vesmíru, tak zbývá hmota. Jak už to ale tak chodí, naprostou většinu hmoty vesmíru (cca 84 procent) nejspíš zabírá temná hmota, prozatím záhadná a neviditelná, skoro stejně jako temná energie.

Zvětšit obrázek
Are Raklev. Kredit: University of Oslo.

Přes epické snažení celých zástupů špičkových fyziků stále tvrdošíjně vzdoruje svému vysvětlení. Není ani jasné, jestli vůbec existuje. Poslední dobou se dokonce zdá, že čím víc na ni nasadíme sofistikovaných přístrojů a motivovaných vědeckých týmů, tím jsme od řešení celé záhady dál. Namísto odpovědi, která by nás posunula dál, obvykle dostaneme další exotickou hypotézu, která je postavená na věcech skoro stejně bizarních, jako je sama temná hmota. Sázkové kanceláře by podle všeho mohly na řešení problému s temnou hmotou přijímat sázky. Možná to už dělají, minimálně v kampusech světových univerzit. Výběr možností je totiž opravdu pestrý a záhada temné hmoty lomcuje odborným světem.


Šťastným řešitelem by se mohl stát i Are Raklev, nepřehlédnutelný lovec temné hmoty z norské Univerzity v Oslu. S kolegy se snaží vyřešit záhadu temné hmoty objevením exotického stvoření ze světa částic, které by zodpovídalo za temnou hmotu a prý tímto způsobem nalezli přijatelné vysvětlení. Raklev a spol. navrhují gravitina, supersymetrické partnery gravitonů, které popisuje koncept supergravitace. Jak sám Raklev se smíchem podotýká, ve skutečnosti jde samozřejmě o hypotetické supersymetrické partnery také zatím hypotetických gravitonů, částic z kvantové teorie pole, které by měly zprostředkovávat gravitační sílu mezi tělesy. Gravitina jsou tedy momentálně přízraky na druhou.


 

Zvětšit obrázek
Fermi na oběžné dráze. Kredit: NASA.

Gravitony by měly mít nulovou klidovou hmotnost a nulový elektrický náboj. Pokud opravdu existují a pokud je svět částic supersymetrický, tak nutně musí existovat i jejich superpartneři, čili gravitina a ta by rozhodně nějakou hmotnost měla. Vznikla by krátce po Velkém třesku, kdy se plazmové polévce mladičkého vesmíru srážely gluony, částice zprostředkovávající silnou jadernou sílu mezi kvarky a přitom vyzařovaly právě gravitina. Pro astrofyziky ale gravitina obvykle představují vážný problém, protože měli za to, že by jich tímto způsobem vzniklo až příliš a že by byla zcela stabilní, což ve svém důsledku bořilo celý koncept supersymetrie. Až doposud se vědci tudíž spíš snažili otravná gravitina vystrnadit ze svých rovnic.


 

Zvětšit obrázek
Gravitino mezi superpartnery vpravo (zelené g s vlnovkou). Kredit: Quantum Diaries.

Co když ale přece jenom existují? Teoreticky by bylo možné zaznamenat srážku dvou gravitin, při které by vznikly fotony či antičástice. Háček je ale v tom, že se by se gravitina srážela nesmírně vzácně a prakticky bychom neměli šanci to zpozorovat. Třeba je ale i jiná možnost. Raklev přišel s tím, že gravitina vlastně nejsou věčná, jenom mají dlouhou délku života, která v průměru přesahuje dobu dosavadní existence našeho vesmíru. To znamená, že se i v dnešní době gravitina tu a tam přeměňují na další částice, což by bylo možné podle Raklevových matematických modelů měřit. Mohli bychom pátrat po stopách takových přeměn v okolním vesmíru.

 

Zajímavě se v tomhle směru rýsují data kosmické gama observatoře Fermi, kterou provozuje NASA od roku 2008. Jeden z výzkumných týmů, které analyzují pozorování sondy Fermi, totiž narazil na podezřelé, nepatrně nadbytečné gama záření ze středu Mléčné dráhy. Není prý vyloučeno, že by taková pozorování seděla na Raklevovy modely. Záhada temné hmoty sice samozřejmě straší dál, neoblíbená a tak trochu diskriminovaná gravitina ale dostala novou šanci stát se hvězdami astrofyziky. Raklev sice poslední dobou příliš intenzivně nepublikuje, to se ale může změnit a rozhodně se vyplatí i v budoucnu sledovat jeho výzkum.

Literatura: University of Oslo News 23.1. 2013, Wikipedia (Dark matter, Gravitino, Supersymmetry).
 

Datum: 24.01.2013 15:30
Tisk článku

Čtyřprocentní vesmír - Panek Richard
 
 
cena původní: 388 Kč
cena: 384 Kč
Čtyřprocentní vesmír
Panek Richard
Související články:

Překvapení pod horou: Experiment XENON1T hlásí nečekané výsledky     Autor: Stanislav Mihulka (18.06.2020)
Je temná hmota v pekle? Zemské jádro skenují supravodivé gravimetry     Autor: Stanislav Mihulka (24.02.2020)
Hubble našel zatím nejmenší shluky temné hmoty, o hmotě 10 milionů Sluncí     Autor: Stanislav Mihulka (11.01.2020)
V CERNu použili antihmotu při lovu na temnou hmotu     Autor: Stanislav Mihulka (14.11.2019)
Novým kandidátem na temnou hmotu je těžkotonážní supertěžké gravitino     Autor: Stanislav Mihulka (23.08.2019)



Diskuze:

Ubytek gravitin by měl být měřitelný

Jaroslav Škeřík,2013-03-05 12:39:42

Pokud jsou gravitina hmotná a účastní se i fyzikálního principu gravitace, pak by to znamenalo, že hodnota gravitace bude s časem klesat, i když jen hodně pozvolna. Tento efekt by mohl být měřitelný, navíc by jistě přispíval i ke zrychlenému rozpínání vesmíru bez nutnosti temné energie.

Odpovědět

gluon

Julius Vanko,2013-01-29 22:56:27

Správne. V ľavej časti obrázku sú len častice, ktoré sú experimentálne dokázané(Higgsov bozón zatiaľ s prižmúreným okom). Gravitón tam nie je (ani jeho superpartner), je to stále len hypotetická častica.

Odpovědět

Na obrazku je gluon

Vitas Stradal,2013-01-27 09:25:53

Na obrázku g neznamená gravitron (a g~ gravitrino), ale glon (a gluoino). Viz http://en.wikipedia.org/wiki/Elementary_particle

Odpovědět

Je mnoho věcí mezi nebem a zemí....

Jaroslav Mrázek,2013-01-25 16:55:16

rychlost světla laseru v kryptonu ne 300 000 km/s, ale 90 000 000 km/s a tím konec "TR"...? A vše je jinak...

Odpovědět


Poněkud zmatečné

Pavel Hudecek,2013-01-25 17:32:43

1. Se nejedná o krypton, ale o směs par dost exotických kovů. Kdyby to byl krypton, používal by se už desetiletí jako náplň do různých dutinových rezonátorů a mikrovlnná technika by 1 THz dosáhla za 2. sv. války.
2. Tady se projevuje rozdíl mezi fázovou a grupovou rychlostí. Takže když tím vyplníme rezonátor, bude rezonovat na 300x větší frekvenci, než ve vakuu. Jenže když budeme chtít dlouhou trubicí prohnat impulz, abychom nadsvětelně přenesli informaci, tak se cestou rozplizne do stavu, že o tom, zda dorazil, nebo nedorazil, můžeme rozhodnout až krátce po čase odpovídajícím konvenčnímu přenosu vakuem.

Odpovědět


Tomáš Viktora,2013-01-29 08:23:04

Dobry den, mohl by jste prosim o tomto zajimavem fenomenu s rychlosti světla laseru v směsi par exotických kovů pridat nejaky odkaz kde je zminena vec popsana? Dekuji.

Odpovědět


Pavel Hudecek,2013-01-30 12:30:08

Jedná se snad o experiment Lijuna Wanga v Princetonu. Ale hledání je velmi náročné, protože se toho chytilo milion pošahanců a tak jsou na většině nalezených odkazů nesmysly... V češtině se mi nic podrobného najít nepodařilo a angličtinou nevládnu tak dobře, abych přiměřeně rychle oddělil zrno od plev..
Trochu je to popsáno na Wiki u rychlosti světla někde cca v půlce:
http://cs.wikipedia.org/wiki/Rychlost_sv%C4%9Btla
Obecně jde o to, že když je součin relativní permitivity a permeability menší než 1, je fázová rychlost nadsvětelná.

Odpovědět

Fermi

Martin Kovář,2013-01-25 11:39:27

Když se autor zmínil o sondě Fermi, zajisté tím mínil pozorovaný mírný přebytek záření kolem 130 GeV. Že by za toto mohly supersymetrické částice, je pouze jednou z možných interpretací. A rozhodě není tato idea obecně přijímána.
Myšlenka supersymetrie má dnes už celkem dost velký problém. Experimenty na LHC pomalu ukrajují z možností, jak by se mohla supersymetrie realizovat a vypadá to, že tento trend bude spíš pokračovat.

Odpovědět

Neni tomu tak, jak rikate,

František Houžňák,2013-01-24 21:03:05

"Hmota se nikdy nemůže přeměnit zcela na energii, Vždy tam musí hmota být". Muze, viz vseobecne znamy pripad anihilace, a urcite jsou i jine. Opacne to jde taky. Zkuste hledat v ucebnicich casticove fyziky.

Odpovědět

temná i jiná energie

Pavel Dombrovský,2013-01-24 19:43:15

Nějak se nemohu smířit s používáním pojmu energie jako jakési podivné substance.Učili jsme se, že energie je mj.schopnost tělesa konat práci a že energie je vždy projevem hmoty.Jaká hmota je nositelem temné energie?Nebo ta existuje bez hmoty???Je to podobný (teoretický)problém jako E=mc2.Hmota se nikdy nemůže přeměnit zcela na energii, Vždy tam musí hmota být...

Odpovědět


Áno, hmota na energiu

Milan Závodný,2013-01-25 05:57:31

i opačne, to funguje. Oná energia totiž nie je nič iné, než žiarenie. A ono má svoju hmotnosť - podľa vzťahu E=mc2. Pointa je v tom, že pozorujúc kozmologický vesmír, dívame sa do jeho pradávnej minulosti. Vo veku cca 7 miliárd rokov sa začalo ono záhadné zrýchlené rozpínanie, akási antigravitačná sila rozťahujúca kopy galaxii vyšším tempom. Keďže pri Big Bangu sa náhle objavil prebytok hmoty nad antihmotou, musí tá antihmota kdesi byť /že by mala opačné gravitačné znamienko?/. Minimálne môže spoza časového kužeľu zasahovať do nášho priestoru a "vysávať" určité oblasti oblohy, čo je fakticky potvrdený jav. Podľa mňa sú fyzikálne zákony ohybné na časovej osi, čo by mohlo vysvetliť podivné správanie temnej energie - keďže jej sa týka obdobie až po roku 7 miliárd veku vesmíru. Temná hmota, to je čosi iné, tá by mohla mať vysvetlenie v rámci platných zákonov fyziky.

Odpovědět


To jste o 100 let pozadu

Pavel A1,2013-01-25 19:41:28

Jak prokázal už Einstein v roce 1905, hmota je jen jednou formou energie, a nikolivěk jejím nositelem. Vaše názory odpovídají stavu fyziky před 400 lety, ale od té doby už jsme o něco dál. Nicméně nebuďte smutný, je spousta lidí, kteří nepokročili dále něž k Aristotelovským živlům.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace