Temná hmota se může skrývat v Lymanově lese, navrhují fyzici

Když jde člověk do lesa na houby, čeká, že jich najde nejvíc ve shlucích. A podobně pátrají v hlubinách vesmíru po temné hmotě astrofyzici. V nové studii popsali, jak se jim to podařilo.

Reálný vesmír v některých ohledech odporuje tomu, co od něj vědci očekávají na základě modelů a teorie. Jeden z těchto rozporů teď zkusili vysvětlit američtí a čínští astronomové. Týká se takzvaného Lymanova lesa.

V kosmickém prostoru samozřejmě žádné lesy nejsou (alespoň o nich neexistují žádné důkazy). Jev označovaný jako Lymanův les, někdy také Lymanův alfa les, je ve skutečnosti řada absorpčních čar ve spektrech vzdálených kvasarů a galaxií. To je pořád dost nesrozumitelná definice, že? Takže jinak...

Vizualizace Lymanova lesa
Zdroj: NASA/ J. Shalf, Y. Zhang

Když se astronomové dívají dalekohledy na světlo vzdálených galaxií, nevidí ho jako hladké, třeba jako rovnou cestu – ve skutečnosti se jim jeví jako rozvětvený, dost chaotický les. Jednotlivé „stromy“ v něm jsou vlastně obláčky vodíku, které se nacházejí mezi Zemí a vzdálenými galaxiemi. Když světlo prochází těmito obláčky, každý z nich pohlcuje část světla na určité vlnové délce. Když se tedy vědci dívají na spektrum světla z dalekohledu, vidí řadu tmavých čar, které vypadají jako stíny vrhané stromy v lese. A právě tento vzor se nazývá Lymanův alfa les.

Každá čára představuje místo, kde světlo narazilo na obláček vodíku a bylo částečně pohlceno. Tímto způsobem mohou vědci studovat strukturu a rozložení vodíku ve vesmíru a získat tak představu o tom, jak je vesmír uspořádaný a jak se vyvíjel.

  • Temná hmota či skrytá hmota nebo též skrytá látka je označení hypotetické formy hmoty, jejíž existence by vysvětlovala nesrovnalosti mezi některými skutečně pozorovanými a vypočítanými hodnotami z modelů.
  • O povaze chybějící hmoty existuje množství teorií, většina z nich se shoduje na faktu, že ji lze ve vesmíru pozorovat jen díky jejímu gravitačnímu vlivu na okolní objekty tvořené běžnou „svítící“ hmotou, ale neemituje elektromagnetické záření. Odtud její označení temná hmota.

Jako stínové divadlo

Vědci teď použili nový model a novou simulaci, které jim pomohly popsat, jak je rozložená hmota Lymanova lesa, a to včetně temné hmoty. Ta je sice přístroji neodhalitelná, ale měla by podle teoretických předpokladů tvořit více kosmické hmoty než ta, kterou lidstvo svými přístroji pozoruje.

Hlavní autor práce, profesor Simeon Bird, přirovnává svou práci ke stínovému divadlu. „Podle siluety postavy umístěné mezi světlem a plátnem odhadujeme, jaká postava se tam nachází,“ vysvětluje. Je to podle něj také dost podobné, jako by se studovala extrémně jemná duha: když sluneční světlo projde hranolem (nebo kapkou vody), rozdělí se na jednotlivé barevné složky, které pak lidské oko vidí jako barvy duhy. Ve spektrogramech světla přicházejícího z kosmických zdrojů dochází ke stejnému druhu štěpení, ale téměř vždy některé frekvence chybí, což je viditelné jako černé pruhy, kde světlo chybí, jako by něco vrhalo stín.

„To jsou atomy a molekuly, které světlo na své cestě potkalo,“ řekl Bird. „Protože každý typ atomu má specifický způsob pohlcování světla, který zanechává ve spektrogramu jakýsi podpis, je možné vysledovat jejich přítomnost. Nejčastěji se tak pozoruje přítomnost vodíku, nejrozšířenějšího prvku ve vesmíru.“ A navíc je tento vodík možné použít pro odhalení jinak neviditelné temné hmoty.

Ta sice není vidět, ale stále své okolí ovlivňuje skrze gravitační působení. A to znamená, že tam, kde jsou shluky vodíku největší, se dá očekávat také nejvíc temné hmoty.

Zpět na začátek

Jenže tyto výsledky neodpovídají tomu, co naznačovaly modely. Autoři článku pro to nemají zatím úplné vysvětlení. Ale mají dvě hypotézy. Jednou z nich je, že supermasivní černé díry nějakým neznámým způsobem ovlivňují tyto struktury. Druhá možnost je ještě zajímavější: za rozporem by mohla být nějaká doposud nepopsaná, a tedy neznámá částice.

Druhá možnost je podle Birda nejen zajímavější, ale také pravděpodobnější. „Ještě to není úplně přesvědčivé,“ poznamenal Bird. „Ale pokud se to potvrdí i v dalších souborech dat, pak je opravdu mnohem pravděpodobnější, že jde o novou částici nebo nějaký nový typ fyziky, než že by černé díry jenom kazily naše výpočty.“

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Globální oteplování urychluje stárnutí, ukazují výzkumy

Horko prokazatelně škodí lidskému zdraví, hlavně při vlnách veder. Dlouhodobé dopady nadměrného tepla pak urychlují komplex procesů, jimž se zjednodušeně říká stárnutí.
před 10 hhodinami

Hitler nezemřel, tvrdili Sověti. Ze záměrné lži je usvědčily zuby

Vůdce padl – hlásaly noviny celého světa po 30. dubnu, kdy si Adolf Hitler vzal život ve svém berlínském bunkru. Sotva ale lidé stačili v květnu oslavit konec války, už se objevily spekulace, že největší zločinec světa má být stále naživu. A stopy prý vedou do Jižní Ameriky, kam se měli vytratit i jiní vrcholní nacisté. Tuto dezinformaci, která přerostla v několik desetiletí trvající konspirační teorii, přitom cíleně vypustili Sověti.
včera v 11:00

Nejbohatší lidé mají zásadní vliv na změny klimatu, popsal výzkum

Deset procent nejbohatších lidí na světě přispělo od roku 1990 ke dvěma třetinám globálního oteplování. Kdyby měl svět emise jako polovina chudších, tak by se změna klimatu v podstatě nekonala, konstatovala nová studie.
včera v 08:00

Muži, ženy i děti. V Rovensku pod Troskami vyvraždili před osmdesáti lety 356 lidí

V Rovensku pod Troskami v Českém ráji se před osmdesáti lety, 10. května 1945, odehrál jeden z nejhorších válečných zločinů na severu Čech. Sovětští vojáci s partyzány a některými místními tu u školy zastřelili celkem 365 neozbrojených německých vojáků, civilistů, žen a dětí. Pravděpodobným motivem byla msta.
včera v 07:00

Archeologové našli v Plzni zbytky vojenského tábora s polní nemocnicí

Vůbec poprvé v Evropě se archeologům podařilo přesně lokalizovat a prozkoumat relikty vojenského tábora spojeného s polní nemocnicí. V plzeňském Borském parku odhalil tým Fakulty filozofické Západočeské univerzity v Plzni pozůstatky zázemí 109. evakuační nemocnice Armády Spojených států, která v roce 1945 hrála klíčovou roli při osvobození města. Mezi nálezy zaujme odznak U.S. Army Nurse Corps – symbol obětavosti amerických zdravotnic.
9. 5. 2025

Břečka, nebo budoucnost? AI obrázky v sobě mají morbidní odér, říká expert

Reklamy na plakátech, titulní stránky časopisů, ale i lidskoprávní kampaně – to všechno lze vytvořit pomocí obrazových generátorů, které nahrazují práci kreativců, grafiků či fotografů. Jejich práci ale předtím bez souhlasu vytěžily, podotýká v rozhovoru pro ČT24 reklamní fotograf Adam Bartas. Vizuální kultura se podle něj nenávratně mění, což prý přinese i inflaci tohoto syntetického obsahu.
9. 5. 2025

Trumpova administrativa zrušila program podporující neslyšící vědce

Programy podporující diverzitu ve vědě čelí odporu vlády amerického prezidenta Donalda Trumpa. Teď došlo i na ty, které pomáhaly talentovaným neslyšícím studentům.
8. 5. 2025

Odtahovaly raněné přímo z boje. Na východní frontě bojovaly i patnáctileté dívky

Obsluhovaly protiletadlová děla, zachraňovaly raněné vojáky přímo uprostřed boje, a dokonce ostřelovaly nepřítele – ženy, které za druhé světové války byly na východní frontě, se do bojů zapojily naplno. A bylo mezi nimi dokonce zhruba tisíc statečných Čechoslovaček. Do armády a přímo mezi svištící bomby a granáty některé vstupovaly dokonce už v 15 letech. A také ony musely mnohdy snášet obtěžování od sovětských vojáků. Jejich touha bojovat byla ale silnější – přesto stále zůstávají ve stínu mužů.
7. 5. 2025
Načítání...