Budeme odposlouchávat temný zvuk vesmíru?  
Určitá část temné hmoty možná vytváří temné atomy, molekuly, ba i galaxie. Takovou temnou hmotu by mohl prozradit temný zvuk, čili temné akustické oscilace z ranného vesmíru. Zatím to ale nevypadá moc nadějně.

 

Zvětšit obrázek
Najdeme temný vesmír? Kredit: NASA, ESA, R. Massey (Caltech).



Nedávné fiasko s prvními výsledky detektoru LUX (Large Underground Xenon detector) jen zjitřilo rány, které v dnešní fyzice a vůbec chápání světa otevírá temná hmota. Jak už asi všichni vědí, projekt LUX zatím žádnou temnou hmotu neobjevil a naopak prakticky vyloučil jednu z nejvíce preferovaných hypotéz o tom, co vlastně temná hmota je. Stále větší bezradnost nad nepolapitelností temné hmoty, o temné energii raději ani nemluvě, vede na jedné straně k stále častějšímu odmítání těchto pěkných fantasy konceptů mezi astrofyziky a zároveň také k vynořování ještě přízračnějších představ o povaze reality.

 

Francis-Yan Cyr-Racine.
Kredit: Caltech.


Jednou z takových snových představ je i temný zvuk, obdoba baryonových akustických oscilací v ranném vesmíru. Pokud by existoval, tak by jej snad bylo možné vystopovat a konečně tím temné hmotě vytřít zrak. Mezi horkými kandidáty na temnou hmotu dlouhodobě zaujímají přední místo těžké a netečné částice WIMPy (Weakly Interacting Massive Particles), i když negativní výsledky detektoru LUX s jejich pozicí poněkud otřásly. Tyto nanicovaté wimpy by měly s normální baryonovou hmotou reagovat jen velmi laxně, pouze prostřednictvím gravitace a také slabé jaderné síly. A podle většiny modelů by wimpy neměly mít chuť ani se navzájem sdružovat a neměly by vytvářet složitější struktury, tak jak to dělá běžná hmota.

 

Zvětšit obrázek
Porovnání výkonu sond WMAP a Planck v průzkumu reliktního záření. Kredit: ESA & Planck Collaboration; NASA/ WMAP Science Team.


Jenže jeden tým astrofyziků letos navrhl, že to tak úplně neplatí. Podle jejich modelu zhruba 15 procent částic temné hmoty vytváří atomy, tedy temné atomy, které se pak seskupují do temných molekul a také produkují temné záření. Výsledkem toho všeho by pak mohly být temné galaxie plné temných hvězd, které by tvořily vlastně celý temný vesmír, na dosah ruky a zároveň velice nedosažitelný. Této pozoruhodné šílenosti se chytil Francis‑Yan Cyr‑Racine z Laboratoře tryskového pohonu v kalifornské Pasadeně. On a jeho kolegové se domnívají, že bychom měli být schopni vystopovat ozvěny existence temného vesmíru v těch největších strukturách toho vesmíru, který důvěrně známe, pokud to nebyla jenom honba za přeludem.


 

Zvětšit obrázek
Teleskop projektu SDSS. Kredit: University of Virginia.

Když chladla polévka plazmy ranného vesmíru, tak se v ní šířily synchronizované vlny, podobné zvukovým vlnám našeho světa. Když se 380 tisíc let po Velkém třesku vyzářilo reliktní mikrovlnné záření, tak se do něj tyto baryonové akustické oscilace otiskly. Pokud určitá část temné hmoty vytváří temné atomy, tak by měly v ranném vesmíru podobným způsobem vytvořit temné akustické oscilace, tedy temný zvuk. Podle Cyr‑Racineho jej nemůžeme pozorovat přímo, mohli bychom ale zaznamenat stopy gravitace, kterou by vlny temného zvuku působily na běžnou baryonovou hmotu.


Cyr‑Racine pátrali po ozvěnách temného zvuku v nových datech sondy Planck a také v datech prohlídky galaxií BOSS (Baryon Oscillation Spectroscopic Survey), který je součástí 3. Sloanovy digitální prohlídky oblohy (Sloan Digital Sky Survey, SDSS III.) na observatoři Apache Point v Novém Mexiku. Ani v reliktním mikrovlnném záření, ani v kupách galaxií ale doposud nic nenašli. Prý to ještě není definitivní konec a temná hmota vytvářející temné atomy stále ještě může existovat. Teď to ale vypadá, že takové temné hmoty bude maximálně pět procent z celkového obsahu temné hmoty ve vesmíru. Víc se dozvíme až s ještě citlivějšími průzkumy hlubin dávného vesmíru.

 


 

 

Literatura

NewScientist 7. 11. 2013, arXiv:1310.3278.

Datum: 08.11.2013 16:17
Tisk článku

Čtyřprocentní vesmír - Panek Richard
 
 
cena původní: 388 Kč
cena: 345 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:

Temná potvora.

Milan Závodný,2013-11-15 23:43:10

Čo by o nej povedal Einstein? Nešiel by cestou spojenectva energie a gravitácie? Extrémne vysoká energia je producentom gravitácie. Potom by nemuselo byť veľa častíc, iba by mali obrovskú energiu a vytvárali by dojem gravitačnej interakcie. Energetické kvantá nad hranicou "c" by potom boli zdrojom antigravitácie - temnej energie. Žiadne z týchto polí nie je možné detegovať. Ale prejavili by sa pri kontakte s čiernou dierou. Asi náhlym zväčšením hmotnosti, následne pohltením blízkej hmoty a vyžiarením tvrdého záblesku.

Odpovědět

Výsledky LUXu nejsou fiasko!

Pavel A1,2013-11-08 20:23:30

To, co zatím LUX zjistil, je, že nepotvrdil náznaky detekce temné hmoty ze starších experimentů. Popravdě, průšvih by spíše bylo, kdyby se ty náznaky potvrdily, protože současné teorie temné hmoty ve své většině předpovídaly, že temná hmota má reagovat mnohem neochotněji, než naznačovaly ty starší experimenty, a při pokusech o vysvětlení případného potvrzení těchto experimentů se musely teorie deformovat dost nepřirozeným způsobem.

Takže to, že teď LUX nic nenašel je naprosto OK a ve shodě s předpověďmi.

Experiment LUX bude trvat ještě minimálně 2 roky až pak se dostane na hranici citlivosti nutné pro detekci temné hmoty, pokud je tvořena WIMPy. Pokud ani po dvou letech LUX nic nenajde, bude asi hypotéza, že temná hmota je tvořena VIMPy vyvrácena. Nicméně stále je možné, že temná hmota je tvořena jinými částicemi (Axiony, gravitina, ...) na jejichž detekci není LUX postaven.

Odpovědět

Gravitace by prece mela stacit

Jenda Krynický,2013-11-08 17:12:08

to ze "temne castice" nijak nebo jen malo reaguji se "svetlymi" je prece celkem putna. Pokud se nekde zacne shromazdovat hmota, jakakoli, pak jeji gravitace bude pritahovat dalsi hmotu, opet jakoukoli, takze tam kde se zacne shromazdovat svetla se k ni pripoji temna a opacne.
Dobra, castice temne se nebudou srazet s casticemi svetle, ale pokud maji tvorit atomy, tak se musi srazet mezi sebou a tedy se vzajemne zpomali a pri formovani hvezdy a planet se temna hmota zkoncentruje stejne jako ta svetla. Maximalne se nezucastni tvorby planet a postupem casu se zkoncentruje v te hvezde.

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