Sciencemag.cz
Doporučujeme
Studie vědců z Dartmouthu navrhuje novou teorii o původu temné hmoty. Astrofyzikové tvrdí, že vznikla z částic, které rychle kondenzovaly fázovým přechodem, podobně jako pára ve vodu. Tyto vysokoenergetické částice téměř bez klidové hmotnosti se na počátku vesmíru srážely, přitom ztrácely svoji energii a po spárování vytvořily obrovské množství temné hmoty, které pozorujeme (poznámka: respektive spíš předpokládáme) dnes.
Autoři studie uvádějí, že novou teorii lze na rozdíl od mnoha dalších konkurenčních modelů testovat i na základě již existujících pozorovacích dat. Extrémně nízkoenergetické částice, které mají tvořit temnou hmotu, by totiž měly jedinečný podpis na kosmickém mikrovlnném pozadí CMB.
„Temná hmota začala svůj život jako relativistické částice téměř bez klidové hmotnosti, připomínající světlo,“ říká hlavní autor článku Robert Caldwell z Dartmouth College. To je zcela protikladné povaze temné hmoty dnes – jakési chladné smetí dodávající galaxiím většinu jejich hmotnosti (v převažujícím modelu).
V chaosu po velkém třesku byly horké, rychle se pohybující částice podobné fotonům jednou z hlavních složek vesmíru. Extrémní množství těchto částic se na sebe ale rychle navázalo. Podle nové teorie byly tyto částice téměř bez hmotnosti přitahovány k sobě nikoliv gravitací, ale opačnými spiny, podobně jako je tomu u přitažlivosti mezi severním a jižním pólem magnetů. Ke vzniku nerovnováhy mezi spiny došlo při ochlazování.
„V této fázi jako by se páry těchto částic připravovaly na to, že se stanou temnou hmotou,“ uvádí Caldwell. „Tento fázový přechod pomáhá vysvětlit množství temné hmoty, které dnes můžeme detekovat. Vznikla z vysoce hustého shluku extrémně energetických částic v raném vesmíru.“ Podobným fázovým přechodem mohou procházet také elektrony, když při nízkých teplotách tvoří Cooperovy páry odpovědné za jeden z typů supravodivosti.
Metamorfóza vysoce energetických částic vysvětluje, jak ve vesmíru postupně klesá hustota energie, ale současně roste hustota hmotnosti (poznámka: v originální tiskové zprávě opravdu tak, i když se to moc nezdá – s přihlédnutím k rozpínání vesmíru; v TZ doslova: „struktury získávají svou hmotnost díky hustotě chladné temné hmoty, ale musí existovat také mechanismus, při kterém hustota energie klesá na hodnotu blízkou té, kterou vidíme dnes.“).
Guanming Liang, Robert Caldwell, Cold Dark Matter Based on an Analogy with Superconductivity, Physical Review Letters (2025) DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.191004.
Zdroj: Dartmouth College / Phys.org, přeloženo / zkráceno
Poznámka PH: Vyplývá z toho, jaký typ částic by tedy temnou hmotu konkrétně tvořilo? Z pohledu laika je to celé samozřejmě poněkud těžko uchopitelné.
