Nikdo ji neviděl, ale fyzici věří, že ji vesmír má. Temná hmota tvoří podle fyziků asi čtvrtinu kosmu, ale přímo se pozorovat nedá. Vědci ji mohou pozorovat pouze prostřednictvím jejího působení na prostor. Právě tak vytvořili zatím nejpřesnější mapu toho, kde se temná hmota vyskytuje.
Temná hmota tvoří asi 27 procent vesmíru a její gravitační síla stačí k tomu, aby spojovala celé galaxie dohromady do struktury, která připomíná jakousi obří kosmickou síť. Vědci teď vytvořili dosud nejrozsáhlejší mapu této záhadné hmoty. Výsledky jsou velmi zajímavé v tom, že naznačují, že v kosmu mohou existovat rozsáhlé oblasti, kde neplatí nám známé fyzikální zákony.
Temný vesmír
Astronomové umí zmapovat existenci temné hmoty tím, že sledují světlo putující na Zemi ze vzdálených galaxií. Když je nějakým nevysvětlitelným způsobem zkreslené, znamená to, že mezi jeho původem a Zemí je nějaká hmota, která světlo ohýbá.
- 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 sama elektromagnetické záření neemituje. Odtud její označení temná hmota.
A právě to dělá mezinárodní vědecký tým Dark Energy Survey (DES), který chce odhalit podstatu jak temné hmoty, tak i temné energie, která by měla pohánět rozpínání našeho vesmíru. S pomocí umělých inteligencí tito vědci vytvořili mapu 100 milionů galaxií – ukazuje celou čtvrtinu oblohy na jižní polokouli, tedy osminu noční oblohy viditelné ze Země.
Co ukazuje mapa
Nejhustější oblasti temné hmoty jsou zobrazené nejjasnějšími barvami – odpovídají přitom skupinám galaxií. Černá místa na mapě představují kosmickou prázdnotu, tedy prostor bez hmoty i bez energie.
Niall Jeffrey z University College London, který projekt vedl, vysvětluje: „Ukazuje nám nové části vesmíru, které jsme nikdy předtím neviděli. Můžeme vidět tuto kosmickou pavučinovou strukturu, včetně těch obrovských struktur kosmické prázdnoty, což jsou oblasti s velmi nízkou hustotou vesmíru, kde je velmi málo galaxií a ještě méně hmoty.“
Vědci se o tyto struktury zajímají, protože mají podezření, že gravitace se v nich může chovat velmi odlišně od toho, co známe z běžných částí kosmu. Tím, že mapa určí jejich tvary a umístění, může být výchozím bodem pro další studium.
Mýlil se Einstein?
Mapa také přibližuje, jak se vlastně vesmír po Velkém třesku vyvíjel. Podle standardního modelu kosmologie začal vesmír Velkým třeskem, pak se rozšířil a hmota se vyvinula podle Einsteinovy teorie obecné relativity, která popisuje gravitaci. Tyto gravitační síly jsou tím, co vytvořilo shluky a prázdná místa hmoty, které tvoří kosmickou síť.
Výpočty naznačují, že rozložení této temné hmoty na nové mapě je v podstatě v souladu s předpovědí, jakou nabízí standardní model, ale není to úplně přesné. „Model předpokládá, že temná hmota bude víc v chuchvalcích – jenže to vypadá, že je rozmístěna rovnoměrněji,“ popsal Jeffrey.
„Může to vypadat jako drobnost, ale pokud se ukáže, že tyto náznaky jsou pravdivé, pak to může znamenat, že s Einsteinovou teorií obecné relativity, jedním z velkých pilířů fyziky, není něco v pořádku,“ říká fyzik.
Jak je to možné?
Jedním z možných vysvětlení by mohlo být, že některá měření nejsou zcela správná, uvedl spoluautor studie Ofer Lahav. Anebo, a to je pro fyziky mnohem více znepokojivé – může být problém se základním modelem. „Někteří lidé by dokonce mohli tvrdit, že se Einstein možná mýlil,“ uvedl Lahav.
Lahav sám to zatím netvrdí, ale protože je vědec, je otevřený všem možnostem: „Je tam něco, co by mohlo naznačovat nepoměr. Tvrdě pracujme, snažme se to pochopit konvenčními prostředky, ale mějme oči otevřené, že by to mohlo vést k revoluci ve fyzice.“
