Byla po 80 letech vypátrána záhadná temná hmota?

Ženeva - Vědci jsou zřejmě krůček od vůbec prvního přímého pozorování temné hmoty, která tvoří podstatnou část vesmíru. Ukazují to první výsledky experimentu na Mezinárodní vesmírné stanici (ISS), které zpracovává mezinárodní tým v Evropské organizaci pro jaderný výzkum (CERN) nedaleko švýcarské Ženevy. Vědci očekávají další důkazy v řádu měsíců.

Konečná identifikace složení temné hmoty fyzikům otevře vrátka k novým oblastem výzkumu a k novým teoriím o takzvaném mnohovesmíru, tedy o existenci paralelních vesmírů a dalších dimenzí. Zároveň pomůže lépe pochopit složení našeho vesmíru. Temná hmota je totiž považována za jednu z nejdůležitějších látek kosmu, neboť určuje pozici planet a hvězd.

Odborníci tvrdí, že detektor kosmického záření Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), který byl na ISS nainstalován v roce 2011, zjistil první náznaky temné hmoty. Ačkoli tato hmota společně s temnou energií tvoří odhadem až 96 procent vesmíru, nebyla nikdy přímo pozorována a odborníci o ní vědí jen velmi málo.

Temná hmota, která obklopuje galaxie, je neviditelná, neboť neodráží světlo. Důkazy o její existenci vycházejí z gravitačních sil, kterými na planety a hvězdy působí.


Vědci v záznamech AMS objevili nárůst pozitronových částic, které mohly vzniknout rozpadem temné hmoty. Nositel Nobelovy ceny za fyziku Samuel Ting, který v čele tohoto výzkumu v CERN stojí, očekává v řádu měsíců důkazy, zda jsou tyto pozitrony signálem temné hmoty, nebo jsou jiného původu. Ting nevylučuje, že za zmíněným nárůstem hodnot mohou být pulsary - rotující neutronové hvězdy, které produkují elektromagnetické záření. Jeho kolegyně Pauline Gagnonová nicméně s odkazem na přesnost AMS považuje za možné, že již brzy se důkazy o temné hmotě potvrdí.

Cristiano Galbiati, vědec zabývající se temnou hmotou:

Cristiano Galbiati„Bez temné hmoty by vesmír nebyl tím, čím dnes je. Je tedy zcela zásadní pochopit tyto základy našeho systému i vývoj našeho vesmíru.“


„Bylo by to báječné, něco jako objev zcela nového kontinentu. Otevřelo by to bránu do úplně nového světa,“ tvrdí Gagnonová. Fyzik Michael Turner z univerzity v Chicagu považuje hledání doposud tajemné hmoty za detektivní příběh, který po 80 letech pátrání spěje ke svému závěru. Ting označil temnou hmotu za "jedno z nejdůležitějších tajemství současné fyziky. Po důkazech pátrá nejen AMS, ale i laboratoře na povrchu Země a v podzemí. 

Existence temné hmoty by vysvětlovala nesrovnalosti mezi některými skutečně pozorovanými a vypočítanými hodnotami. O povaze temné hmoty existuje množství teorií, většina z nich se shoduje na faktu, že temnou hmotu lze ve vesmíru pozorovat jen díky jejímu gravitačnímu vlivu na okolní objekty tvořené běžnou „svítící“ hmotou.

Jiří Dolejší z Ústavu částicové a jaderné fyziky Matematicko-fyzikální fakulty University Karlovy: „Jsou to zajímavé výsledky, které ještě neposkytují definitivní odpovědi, ale nádherně ukazují, že tento experiment funguje a že přináší opravdu podstatně novější a daleko zajímavější výsledky než experimenty minulé.“


O existenci temné hmoty poprvé referoval už v roce 1933 švýcarsko-americký astronom Fritz Zwicky, který narazil na nesrovnalosti při studiu rotací galaxií. Na rozdíl od temné energie není temná hmota rozložena v prostoru rovnoměrně. Díky přitažlivé gravitaci tvoří shluky podobně jako viditelná hmota, která je k těmto shlukům také přitahována.

Vědci zjišťují, že to nejsou svítící galaxie a hvězdy, co skrývá ta pravá tajemství vesmíru, ale právě objekty ukryté v temnotě. Záhadná temná hmota udržuje hvězdy a galaxie pohromadě a společně s temnou energií zaujímá 95 procent vesmíru. Temná hmota se nepodobá ničemu, s čím jsme se mohli na Zemi setkat. Každou sekundu prochází vším miliardy těchto záhadných hmotných částic. Svým působením mohou ovlivňovat celé galaxie, jejich vznik i rychlost jejich rotace. Zdá se, že neviditelná temná hmota je přítomná všude.

Před týdnem Evropská kosmická agentura oznámila, že s pomocí svého kosmického dalekohledu Planck zjistila, že temná hmota tvoří až 26,8 procenta vesmíru. To je o čtyři procentní body více, než se dosud předpokládalo. Normální hmota, kterou mohou astronomové přímo či nepřímo pozorovat, zaujímá necelých pět procent vesmíru.

Od uvedení do provozu před dvěma lety zachytil AMS přes 30 miliard částic, z toho asi 400 000 pozitronů. Cena programu, která zahrnuje náklady na výrobu detektoru a jeho vynesení k ISS, se odhaduje až na dvě miliardy dolarů (přes 40 miliard korun).

Video Vědci zřejmě narazili na temnou hmotu
video

Vědci zřejmě narazili na temnou hmotu