temná hmota

V roce 2019 mohlo dojít k náhodné detekci temné hmoty v datech o gravitačních vlnách. Fyzici zjistili, že jedna z detekovaných událostí odpovídá kolizi černých děr obklopených mrakem temné hmoty. Přestože výsledek je slibný, zatím není dostatečně statisticky významný pro potvrzení. Metoda by mohla otevřít nové možnosti zkoumání gravitačních vln a temné hmoty, přestože další nezávislé ověření je nezbytné.

Pohyb galaktických shluků v dalekém vesmíru se stal dosud nejrozsáhlejším testem zákonů gravitace. Na obrovských vzdálenostech, stovek milionů světelných let, gravitace stále působí tak, jak předpověděl Isaac Newton. Výzkumy naznačují, že temná hmota lépe vysvětluje pozorované gravitace ve vesmíru než úpravy gravitačních teorií. Vědci měřili rychlosti vzdálených galaktických shluků, což potvrdilo stávající fyzikální teorie. Ačkoliv temná hmota zůstává neznámá, důkazy o její existenci narůstají.

Nový výzkum naznačuje, že reliktní černé díry z doby před Velkým třeskem mohou být klíčem k záhadám temné hmoty. Tyto černé díry by díky své hmotě a neviditelnosti mohly vysvětlit její existenci. Klasický model Velkého třesku je zpochybněn teorií o vesmíru, který se dříve zhroutil a poté expandoval, což by mohlo vysvětlovat existenci starých struktur. Tyto struktury, včetně černých děr, mohly přežít kosmický přechod a slouží jako základy dnešních supermasivních černých děr. Tato teorie by mohla objasnit i pozorovaná data teleskopu JWST, která naznačují existenci masivních objektů v raném vesmíru.

Vědci z University of Minnesota dosáhli s experimentem SuperCDMS významného pokroku v hledání temné hmoty. Tento experiment se nachází v nejhlubší podzemní laboratoři světa, SNOLAB v Kanadě. Nedávno bylo dosaženo provozní teploty, což umožňuje detektorům zkoumat nové oblasti, kde by se mohla temná hmota nacházet. Experiment je chráněn před zářením pomocí vrstev ultračistého olova. Vědci nyní přistoupí k optimalizaci detektorů, což jim umožní snadněji identifikovat signály temné hmoty v budoucnu.

Nový výzkum naznačuje, že galaxie Mléčná dráha není v kosmickém prázdnu osamocená, ale je obklopena vrstvou temné hmoty. Tato struktura, přirovnávaná k palačince, může vysvětlovat zvláštní rysy našeho lokálního vesmíru: Lokální list, Lokální prázdnotu a klidný Hubbleův tok. Tým vědců analyzoval pohyby 31 izolovaných galaxií a použil simulace k pochopení těchto jevů. Výsledky ukazují, že struktura vesmíru je více uspořádaná, než se dříve myslelo. Studie naznačuje, že rozložení temné hmoty je klíčové pro uspořádání okolních galaxií.

Nový výzkum vedený Národním centrem pro jaderný výzkum v Polsku naznačuje možné interakce mezi neutriny a temnou hmotou. Tyto dvě složky vesmíru, dosud považované za neinteraktivní, by dle studie mohly spolu slabě interagovat. Výsledky by mohly vést k rozšíření standardního kosmologického modelu. Přestože signál s přesností tří sigma není dostatečně silný pro definitivní potvrzení, naznačuje směr pro další výzkum. Pokud by se hypotézy potvrdily, mohl by to být průlom v pochopení struktury vesmíru.

V hlubokém vesmíru byl objeven objekt nazvaný Cloud-9, který by mohl být zatím nejlepším kandidátem na galaxii zastavenou ve svém raném vývoji. Cloud-9 se nachází ve vzdálenosti asi 14,3 milionu světelných let od naší galaxie Mléčné dráhy a je téměř úplně bez hvězd. Skládá se především z temné hmoty obklopené oblakem vodíku, což vědcům umožňuje pohled do neviditelného vesmíru. Tým astronomů využil různé radioteleskopy k detailnímu zkoumání tohoto objektu, který díky své poloze a složení splňuje kritéria pro takzvaný Reionizačně Omezený H I Oblak (RELHIC). Cloud-9 je unikátní příklad struktury raného vesmíru, která může poskytnout zásadní informace o formování galaxií.

Vědci objevili možnost, že fúzní reaktory mohou produkovat částice temné hmoty, jako jsou hypotetické axiony. Tyto částice by mohly vznikat díky interakcím mezi vysokoenergetickými neutrony a stěnami reaktorů, konkrétně v tzv. 'breeding blanket' z lithia. Tato metoda by mohla překonat omezení produkce axionů ve hvězdách a umožnit detekci těchto částic i mimo reaktor. Výzkum je nadějný krok k pochopení temné hmoty, která tvoří až 84 % vesmíru. Výsledky byly publikovány v Journal of High Energy Physics.

Vědci objevili nezvyklé záření gama v halu naší galaxie, které by mohlo ukazovat na přítomnost temné hmoty. Tento svit nelze jednoduše připsat žádnému známému zdroji a existuje možnost, že vzniká při anihilaci hypotetických částic temné hmoty. Přestože podobné hledání probíhalo již dříve, je to poprvé, co bylo nalezeno záření při této specifické energetické úrovni v galaktickém halu. Výzkum naznačuje, že toto záření gama by mohlo pocházet z anihilace WIMP částic, kandidátů na temnou hmotu. Pokud se toto potvrdí, znamenalo by to zásadní objev pro fyziku a astronomii, ale je třeba dalšího výzkumu pro potvrzení těchto zjištění.

V srdci Mléčné dráhy byl detekován záhadný záblesk gama záření, který by mohl být důkazem anihilace částic temné hmoty. Tento jev by mohl mít původ buď v temné hmotě, nebo v milisekundových pulsarech. Studie pomocí simulací ukazují, že záblesk je pravděpodobně způsoben temnou hmotou, přičemž její tvar se promítá jako plochý, nikoli kulový, jak se dříve myslelo. Zvažuje se možnost, že galaxie prodělala fúze s jinými galaxiemi, což by vysvětlovalo tento jev. Budoucí observatoře by mohly pomoct potvrdit jednu z hypotéz. Publikace byla zveřejněna v Physical Review Letters.