Sciencemag.cz
Doporučujeme
Temná hmota by mohla být tvořena ultralehkými temnými fotony, které vesmír současně zahřívají. Tato hypotéza má být podle jejích autorů ve výborném souladu s daty získanými spektrografem COS (Cosmic Origin Spectrograph) na palubě Hubbleova vesmírného dalekohledu. Přístroj provádí měření kosmické pavučiny, složité a řídké sítě vláken, která vyplňuje prostor mezi galaxiemi. Příslušná studie byla publikována ve Physical Review Letters.
Data z COS naznačují, že kosmická mezigalaktická vlákna jsou teplejší, než předpovídají (tzv. hydrodynamické) simulace vzniku těchto struktur pomocí standardního modelu. „Protože temné fotony by se mohly přeměňovat na nízkofrekvenční fotony a zahřívat kosmické struktury,“ uvádějí autoři výzkumu, „dala by se takto by dobře vysvětlit experimentální data.“ Studii provedli vědci ze SISSA a univerzit v Tel Avivu, Nottinghamu a New Yorku.
Temné fotony mají být přenašeči temné síly, podobně jako fotony zprostředkovávají elektromagnetickou interakci. Temná síla by působila mezi částicemi temné hmoty. (Poznámky PH: čili temné fotony nemohou být jedinými částicemi temné hmoty, předpokládají existenci ještě dalších temných částic, chápu to dobře? Ono označení temné fotony mi ovšem přijde dost nevhodné, nejde o žádné „černé světlo“. Dokonce ani nevíme, respektive modely jednoznačně neurčují, zda temné fotony mají nulovou nebo nenulovou klidovou hmotnost, tedy zda se pohybují rychlostí světla atd.) Podle autorů výzkumu jsou vzhledem nejnadějnější variantou temné fotony s nenulovou klidovou hmotností, která by ovšem byla asi o 20 řádů nižší než hmotnost elektronu.
Dále se očekává, že se temné fotony a běžné fotony se na sebe budou moci přeměňovat podobně jako různé typy neutrin (poznámka: z toho se snad dá vysvětlit, proč částici vůbec označovat za foton). A právě tato oscilace pak umožní přeměnu ultralehkých temných fotonů temné hmoty na nízkofrekvenční fotony, které budou ohřívat kosmickou mezigalaktickou pavučinu. Na rozdíl od jiných mechanismů ohřevu, založených na astrofyzikálních procesech (zmiňuje se např. tvorba hvězd a galaktický vítr), je tento proces rozptýlenější, a působí tedy i v oblastech, které obsahují jen málo klasické hmoty. Čím se dostáváme zpět k těm výše zmíněné mezigalaktické pavučině.
Nová práce navrhuje konkrétní hmotnost temných fotonů a způsoby přeměn mezi temnými fotony a fotony standardního modelu. Tento výsledek by podle autorů studie mohl být podnětem pro další teoretické práce i pozorování.
Comparison of Low-Redshift Lyman-α Forest Observations to Hydrodynamical Simulations with Dark Photon Dark Matter, Physical Review Letters (2022). DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.21110
Zdroj: International School of Advanced Studies (SISSA) / Phys.org
Je to nějaké zmatené.
Temné fotony, aspoň jak jsem je doteď chápal, jsou hypotetickými přenašeči temné síly, kterou spolu interaguje temná hmota. Podle mě ale nic takového nemůže existovat, protože ze spektra nehomogenit reliktního záření se dá odečíst poměr vší hmoty ve Vesmíru k hmotě, která navzájem interaguje (je to zhruba poměr prvního a druhého píku ve spektru) a kdyby temná hmota spolu interagovala nějakou temnou silou, tak by to spektrum vypadalo jinak.
To, co je v tom článku popisované, má spíše vlastnosti připisované axionům, t.j. hypotetickým částicím, které byly zavedeny, aby se vysvětlila jedna záhada pozorovaných částic, a to proč silné interakce nenarušují P a CP symetrie. (Podle standardního modelu jim v tom nic nebrání.) Ty by se měly vlivem magnetického pole přeměňovat na fotony. V CERNu už několik let běží experiment snažící se najít axiony vyzářené ze Slunce, zatím nic nenašel, a budují se další experimenty. Jak ukázal Edward Witten už asi před dvaceti lety, utralehké axiony dokáží velmi přesně vysvětlit pozorované vlastnosti temné hmoty. Taktže ani v tom ten článek nic nového neříká. Jediná novinka asi je jen vysvětlení ohřívání mezigalaktických filamentů hmoty, ale ty sami o sobě jsou na hranici pozorovatelnosti dnešní technikou a kdoví, jak přesné to měření teploty je.
mi se stejne vice libi verlinde s entropickou gravitaci, nebo pripadne rozdvojena gravitace nez tyhle temne sily 🙂
Také si neumím dost dobře představit analogii oscilace neutrin, kdy se temný foton s nenulovou klidovou hmotností přemění na nízkofrekvenční foton s nulovou klidovou hmotností a zpět. Jednosměrnou přeměnu asi neočekávají, jelikož by to vedlo k navyšování jedné interakce na úkor druhé.