Temnou hmotu nevidíme ani nezjistíme žádný z našich nástrojů, jak tedy víme, že skutečně existuje?
Představte si, že vesmír byl koláč, a vy jste ho chtěli rozřezat na chutné části odpovídající tomu, jaké jsou proporce. Největší část koláče, 68%, by šla do temné energie, této záhadné síly, která urychluje expanzi vesmíru. 27% by šlo na temnou hmotu, tajemnou hmotu, která obklopuje galaxie a interaguje pouze gravitací. Pouhých 5% tohoto koláče by šlo na běžnou normální hmotu, z níž jsou vyrobeny hvězdy, planety, plyn, prach a lidé.
Temná hmota dostala toto jméno, protože se zdá, že nijak neovlivňuje běžnou hmotu. Nedojde s ním ke kolizi, ani z ní neabsorbuje energii. U žádného z našich nástrojů to nevidíme ani nezjistíme. Víme jen, že je to proto, že vidíme účinek jeho gravitace.
Nyní můžete říci, že pokud nevíme, co to je, a nemůžeme to zjistit. Jak víme, že to vlastně je? Není to asi tak, jako draci? Jak víme, že temná hmota skutečně existuje, když nemáme ponětí, co to vlastně je?
Oh, je to tam. Ve skutečnosti víme jen to, že existuje. Temnou hmotu poprvé teoretizoval Fritz Zwicky ve 30. letech 20. století, aby vysvětlil pohyb galaktických shluků, ale moderní výpočty provedla Vera Rubinová v 60. a 70. letech. Vypočítala, že galaxie se točí rychleji, než by měly. Tak rychle, že by se měli roztrhat jako veselé děti, které se vyhazují.
Rubin si představoval, že každá galaxie byla uvězněna uvnitř obrovského halou temné hmoty, které zásobovalo gravitaci, aby galaxii držel pohromadě. Neexistoval však žádný způsob, jak tyto věci skutečně odhalit, takže astronomové navrhli jiné modely. Možná gravitace nefunguje tak, jak si myslíme, že to dělá na velké vzdálenosti.
Ale v posledních několika letech se astronomové lépe a lépe odhalovali v temné hmotě, ačkoli čistě působením gravitace na cestu, kterou světlo prochází vesmírem. Jak světlo prochází oblastí temné hmoty, jeho dráha se deformuje gravitací. Místo přímého vedení je světlo ohýbáno tam a zpět v závislosti na tom, kolik temné hmoty prochází.
A tady je úžasná část. Astronomové pak mohou mapovat oblasti temné hmoty na obloze pouhým pohledem na zkreslení světla a poté pracovat dozadu, aby zjistili, kolik zasahující temné hmoty by tam muselo být, aby to způsobilo.
Tyto techniky se staly tak sofistikovanými, že astronomové objevili neobvyklé situace, kdy se galaxie a jejich temná hmota od sebe odtrhly. Nebo galaxie temné hmoty, které nemají dostatek plynu k vytvoření hvězd. Jsou to jen obří kapky temné hmoty. Astronomové dokonce používají temnou hmotu jako gravitační čočky ke studiu vzdálenějších objektů. Nemají ponětí, co je temná hmota, ale stále ji mohou použít jako dalekohled.
Nikdy nezachytili částici temné hmoty a nezkoušeli je v laboratoři. Jedním z dalších úkolů Large Hadron Collider bude pokusit se vytvořit částice, které odpovídají charakteristikám temné hmoty, jak ji chápeme. I když LHC ve skutečnosti nevytváří temnou hmotu, pomůže zúžit současné teorie a doufejme, že pomůže fyzikům soustředit se na pravou podstatu tohoto tajemství.
Takto funguje věda. Někdo si všimne něčeho neobvyklého, a pak lidé navrhnou teorie, aby to vysvětlily. Teorie, která nejlépe odpovídá realitě, je považována za správnou. Žijeme v moderním světě, kde tolik vědeckých teorií bylo prokázáno již stovky let: bakterie, gravitace, evoluce atd. Ale s temnou hmotou jste naživu v době, kdy je to záhada. A pokud budeme mít štěstí, uvidíme to vyřešené během našeho života. Nebo možná neexistuje žádná temná hmota a my se chystáme o našem vesmíru učit něco zcela nového. Věda, je to všechno na tobě.
Co si myslíte, že temná hmota je? Řekněte nám v komentářích níže.
Podcast (audio): Stáhnout (Trvání: 4:46 - 4,4 MB)
Přihlásit se k odběru: Apple Podcasts | Android | RSS
Podcast (video): Stáhnout (Trvání: 5:09 - 60,1 MB)
Přihlásit se k odběru: Apple Podcasts | Android | RSS
