LETNÁ TÉMA

Záhadná tmavá hmota roztáča galaxie

Vo vesmíre je zrejme viac hmoty ako naozaj vidíme. Nazvali sme ju tmavá.

BRATISLAVA. To miesto je zhruba štyristo kilometrov nad našimi hlavami. Na obežnej dráhe zapratanej množstvom satelitov a kozmickým odpadom, na nízkej orbite krúži laboratórium.

Asi najambicióznejší a určite najdrahší vesmírny projekt ľudstva, Medzinárodná vesmírna stanica ISS je miesto, kde astronauti žijú, spávajú, stravujú sa aj robia vedu.

Spolu s tímom expertov na zemi dokonca takú, ktorá by raz mohla zmeniť spôsob, ako uvažujeme o našom univerze. Ich revolúcia pritom nevyzerá veľkolepo.

Veľkú svetlú škatuľu namontovali z vonkajšej strany kozmickej stanice. Nesie na sebe tri písmená AMS - znamenajú Alpha Magnetic Spectrometer, a aj keď to na prvý pohľad nevyzerá, toto je asi najlepší stopár, akého ľudstvo kedy poslalo na hľadanie jednej zo základných záhad vesmíru. Má objaviť stopy po tmavej hmote.

Rotujú nesprávne

Tmavá hmota
  • Podľa nových výsledkov misie Planck tvorí 26,8 percenta vesmíru.
  • Dokážeme nepriamo pozorovať jej vplyv na rotáciu galaxie či ich zhlukov.
  • Tvoriť by ju mohli exotické častice, napríklad WIMP­-y.

Je začiatok apríla tohto roku a profesor Samuel Ting sa pripravuje na prezentáciu. Americký nositeľ Nobelovej ceny za fyziku už pred rokmi vymyslel rozsiahly kozmický experiment, ktorý napokon stál dve miliardy dolárov.

Mal by sledovať kozmické žiarenie a častice, ktoré poletujú okolo vesmírnej stanice na obežnej dráhe. Detektor má tieto drobné kúsky zo sveta fyziky zachytávať, sledovať a rátať, aby ich vedci potom mohli sledovať a analyzovať. A hľadať medzi nimi stopy čohosi, čo by nám mohlo povedať viac o našom vesmíre.

Jedna z tých základných otázok jestvuje už od 30. rokov. Ak sa zahľadíme do diaľky, na vzdialené galaxie aj ich zhluky, vidíme, ako sa pohybujú. Lenže ony sa krútia a krúžia akosi inak, akoby sa pohybovať mali - presnejšie, inak, ako by naznačovala viditeľná hmota.

Akoby tam niečo bolo, niečo, čo nevidíme. Keď s podobným zistením v roku 1933 prišiel švajčiarsky astronóm Fritz Zwicky, kolegovia ho spočiatku vysmiali. Dnes tušíme, že tá chýbajúca hmota je tmavá a tvorí asi štvrtinu hmoty či energie celého vesmíru. Teda približne päťkrát viac hmoty ako tej, ktorú môžeme priamo pozorovať.

„Kedysi, keď som vystúpil na konferencii, ľudia na mňa takmer hádzali paradajky,“ spomína pre magazín New Scientist na vedecké začiatky kozmológ Carlos Frenk. „No zistil som, že mladí dnes berú tmavú hmotu ako čosi dané.“

Lenže s tmavou hmotou to také jednoduché nie je. A vlastne dodnes poriadne nevieme nielen to, čo by tou tmavou hmotou mohlo byť, ale niektoré vysvetlenia s tmavou hmotou ani nezodpovedajú tomu, čo pozorujeme.

Samuel Ting preto netrpezlivo kontroloval svoje poznámky. Pred novinármi, ale najmä odborníkmi z celého sveta musel obhájiť veľmi predbežné výsledky.

Vlastne také predbežné, že sa rozhodol neukázať všetky údaje, ktoré jeho tím nazbieral. Pretože ak by mali vedci pravdu, ak by naozaj našli to, po čom celé roky pátrali, mohol by sa stať po Johnovi Bardeenovi len druhým človekom, ktorý by získal dve Nobelove ceny za fyziku.

Priveľa pozitrónov

Pozitrón je maličký kúsok antihmoty. Je antičasticou elektrónu, antielektrón s kladným nábojom.

Práve štyristotisíc udalostí s pozitrónmi analyzoval kozmický detektor AMS a všimol si, že takáto anomália v kozmickom žiarení by mohla znamenať jediné - jestvuje nejaká hmotnejšia častica, tá akosi zaniká a pri tomto zániku vzniká nadbytok pozitrónov. Presnejšie, niekde tam by mohli anihilovať hmotnejšie častice tmavej hmoty.

Ting však napokon ukázal asi desať percent z dát - a odpoveď, či narazil na tajomné častice tmavej hmoty, si zatiaľ nechal pre seba.

„Boli to aj tak dôležité výsledky,“ komentoval to vtedy pre SME fyzik Jozef Masarik z Univerzity Komenského, ktorý sám skúma kozmické žiarenie.

„Lebo prvý raz môžu priamo poukázať na existenciu tmavej hmoty a dokonca aj na to, čo to tmavá hmota je. Všetko nasvedčuje tomu, že by to mohli byť WIMP-y.“

Záhadný WIMP

WIMP-y, slabo interagujúce hmotné častice, sú najpopulárnejším kandidátom na vysvetlenie tmavej hmoty. Predpovedá ich supersymetria, jedno z rozšírení štandardného modelu časticovej fyziky - a ten rozšíriť potrebujeme, keďže nevie vysvetliť všetky úkazy v kozme.

Problémom je, že dodnes dôkazy supersymetrie nemáme. Experiment na vesmírnej stanici by taký mohol priniesť, podobne ako Veľký hadrónový urýchľovač, ktorý od roku 2015 po dvojročnej plánovanej odstávke konečne pobeží na plný výkon.

„Ak potom takéto supersymetrické častice nenájdu zhruba do roka, myslím si, že bude mŕtva,“ hovorí pre New Scientist teoretický fyzik Ben Allanach. „Potom aj ja začnem pracovať na inom.“

Supersymetrické častice nemusia byť jediným vysvetlením tmavej hmoty. Ani nemusí jestvovať jediná tmavá hmota, teoretici špekulujú, či by nemohlo jestvovať viac jej druhov.

Napríklad okrem chladnej aj horúca a ešte niečo medzi tým, pričom jednu by tvorili neutrína a tú ďalšiu nejakí ich ešte bláznivejší príbuzní. Nevraviac o zverinci hypotetických častíc, ako sú gravitóny či axióny.

Samuel Ting v apríli nepovedal všetko. Odborníci odhadujú, že zvyšok dát by mohol predstaviť ešte v tomto roku, a potom by nasledovalo overovanie v urýchľovači neďaleko Ženevy. Dovtedy vieme, že tmavá hmota niekde je. Ale čo a prečo ju tvorí, ešte musíme zistiť.

Chcete dostať upozornenie na najnovší článok tohto autora?
Objednajte si notifikáciu priamo na váš e-mail.
Odoberať autora na email

Najčítanejšie na SME Tech

Inzercia - Tlačové správy

  1. Ochrana pred tropickou horúčavou
  2. Keď Slováci krotia morský vietor
  3. Už aj čerpacia stanica OMV Spišská Nová Ves je v novom šate
  4. 10 tipov z histórie: ako zbohatnúť podľa úspešných velikánov
  5. Robila som domáci džem z ovocia z Kauflandu. Ako to dopadlo?
  6. Zákazníkov sme odmenili darčekmi v hodnote 250 000€
  7. Porovnanie najobľúbenejších last minute destinácií
  8. Vizuálny smog je problém
  9. Reportáž: Na Záhorí vyrábajú svetové omietky
  10. Volkswagen Arteon spája limuzínu s rodinou
  1. Keď Slováci krotia morský vietor
  2. Ochrana pred tropickou horúčavou
  3. Pivovar Šariš investoval do kultúry
  4. Už aj čerpacia stanica OMV Spišská Nová Ves je v novom šate
  5. Savills Investment Management kupuje Gdanski Business Center II
  6. Škôlka od srdca
  7. Zákazníkov sme odmenili darčekmi v hodnote 250 000€
  8. 10 tipov z histórie: ako zbohatnúť podľa úspešných velikánov
  9. Robila som domáci džem z ovocia z Kauflandu. Ako to dopadlo?
  10. Križovatka si vyžiada rozsiahlu odstávku teplej úžitkovej vody
  1. Porovnanie najobľúbenejších last minute destinácií 15 006
  2. Reportáž: Hranolky z McDonald’s sú zložené z 5 ingrediencií 10 168
  3. Vizuálny smog je problém 9 477
  4. Objavte najvzácnejšiu hubu na svete. Rastie na Liptove 7 723
  5. Volkswagen Arteon spája limuzínu s rodinou 5 750
  6. Spoznajte exotický Zanzibar od severu až po juh 4 730
  7. Prešovská Spinea tromfla Japoncov a spresnila roboty 4 581
  8. Dovolenka pri Mŕtvom mori a tipy na overené hotely 3 901
  9. Historickým vláčikom sa prichádza previezť stále viac turistov 3 781
  10. Najvýhodnejšia dovolenka v Tatrách a Liptove 3 514