temná hmota

Fyzikové navrhují hledat temnou hmotu nepřímo prostřednictvím jejího možného rozpadu na gravitony, hypotetické částice zprostředkující gravitaci. Gravitony by se při průchodu rozsáhlými magnetickými poli kosmických filamentů mohly měnit na fotony gama záření. Hlavním vodítkem by byl nadbytek gama záření oproti známému pozadí, měřenému například teleskopem Fermi. Signál by měl přicházet převážně z mezigalaktického prostoru, nikoli ze středu Mléčné dráhy. Metoda využívá známý Gertsenshteinův jev, samotný rozpad temné hmoty na gravitony však zůstává hypotézou.

Autor popisuje stavbu jednoduchého rádiového teleskopu s trychtýřovou anténou z plechu a prázdné plechovky. Zařízení zachycuje rádiové záření neutrálního vodíku na frekvenci kolem 1 420 MHz, zesílené nízkošumovým zesilovačem a zpracované přijímačem SDR. Z Dopplerova posunu signálů vodíkových mračen lze odvodit jejich rychlosti v různých částech Mléčné dráhy. Naměřené rychlosti neklesaly se vzdáleností od galaktického středu, jak by odpovídalo soustředění hmoty jen ve středu galaxie. Tento plochý průběh rotačních rychlostí představuje nepřímý důkaz rozsáhlé neviditelné hmoty, tedy temné hmoty.

Fyzici navrhují, že neobvyklé ztráty protonového svazku v urychlovači LHC by mohly nepřímo odhalovat makroskopickou formu temné hmoty. Takzvané UFO události jsou dosud spojovány s mikroskopickými částečkami prachu, které se dostanou do svazku. Podle hypotézy by průlet objektu zvaného axionový kvarkový nugget poblíž LHC mohl vyvolat slabý podzemní otřes a prach uvolnit. Výrazným znakem by byly nejméně tři související události během dvou sekund na navazujících místech 27kilometrového tunelu. Autoři studii zatím neověřili na datech, navrhují však znovu analyzovat existující záznamy monitorů ztrát svazku bez nutnosti upravovat zařízení.

Vědci objevili již třetí galaxii, jejíž pohyb lze vysvětlit bez přítomnosti temné hmoty. NGC 1052-DF9 je součástí řady galaxií, ke kterým patří DF2 a DF4, a poskytuje nové důkazy o tom, že tyto galaxie vznikly nějakým neobvyklým procesem. Astronomové spekulují, že tzv. srážka trpasličích galaxií mohla způsobit oddělení běžné hmoty od temné. Tento objev může pomoci lépe pochopit povahu temné hmoty, která dosud zůstává ve vesmírných teoriích záhadou. Výzkum byl zveřejněn v časopise The Astrophysical Journal.

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.