Zamyslite sa nad všetkým, čo existuje vo vesmíre. Veľké kozmické pece ako naše Slnko. Plynoví obri, vedľa ktorých bude naša planéta iba trpaslík. Riadky asteroidov pretekajúce prázdnym priestorom. Vzdialené hviezdy tisíce svetelných rokov. To všetko je menej ako 5% hmotnosti vesmíru. Kde je zvyšok? To je stále tajomstvo. Náš gigantický vesmír sa mohol tvoriť s časticami temnej hmoty, ktoré sme ani nemali možnosť pozorovať. Vedci sa snažia dokázať svoju existenciu as nimi aj existenciu „temných hviezd“.
Existuje jeden prvok, ktorý môže tvoriť až 25% vesmíru. Nemôžeme to cítiť ani vidieť. Nereaguje so svetlom. Nezahŕňa ani stavebné bloky, na ktoré sme zvyknutí - elektróny a protóny vo vnútri atómov, ktoré tvoria všetku hmotu.
Toto je „temná hmota“a vedci sa snažia pochopiť, čo to je po celé desaťročia. Teoretická astrofyzikka Katherine Freese je jednou z tých, ktorí lovia tieto záhadné tehly života. Pred tridsiatimi rokmi, jej teória neviditeľného lepidla, ktoré pomáhalo formovať vesmír, viedla k výstavbe podzemných urýchľovačov častíc na celom svete, ako sú stroje v CERN. Čo hľadajú? Tieto častice sa nazývajú wimpy (WIMP) a podľa Freeseho mohli hviezdy vyrobené z tohto strašidelného materiálu pomôcť kozmu vytvoriť sa pred miliardami rokov.
Wimps (slabo interagujúce masívne častice) sú veľké častice, ktoré neinteragujú s elektromagnetickými silami. Vďaka tomu sú „tmavé“- nemôžu byť pozorované pomocou elektromagnetických senzorov, ktoré ľudia používali na prieskum vesmíru za posledných sto rokov.
Ale vďaka teórii supersymetrie - ktorá znamená, že každá známa častica má ekvivalent "antihmoty" - v našom súčasnom atlase častíc existuje medzera a WIMPS túto medzeru môže dokonale vyplniť. Sú všade, ale nezanechávajú žiadne stopy, pretože sa zdráhajú interagovať s obyčajnými časticami okolo nich.
Ak vezmeme všetky predmety v našom každodennom živote - vaše telo, stoličku, na ktorej je umiestnené, vzduch, ktorý dýcha, steny okolo nás, pridajte planéty, pridajte hviezdy - všetko sa skladá z atómov, ktorým rozumieme, ale všetka táto atómová hmota tvorí iba 5% nášho vesmíru - päť percent! Preto musíme pochopiť ďalších 95%. A tu prichádza temná hmota a temná energia. Keď prechádzajú cez vás - miliardy častíc každú sekundu - nevšimnete si to, pretože slabá interakcia je skutočne slabá, nič sa nestane. ““
Propagačné video:
Ako zistíte, čo nevidíte?
„Dobrou analógiou pre temnú hmotu je vietor. Nevidíme to, je to neviditeľné, a napriek tomu sme si istí, že existuje, pretože listy šustia. To isté platí pre tmavú hmotu. Vidíme, že to ťahá veci dokopy … je to vec, čo znamená, že sa cíti gravitácia. Schúlila sa k sebe a ťahala veci dokopy. Vieme, že existuje z tohto dôvodu, ale nevieme, z čoho pozostáva. ““
Ak existujú wimpy - a Freese si je istý, že áno - mali sa objaviť krátko po Veľkom tresku.
Freese preskúmal túto teóriu s kolegami astrofyzikmi Paolom Gondolom na univerzite v Utahu a Dougom Spoliarom na univerzite v Štokholme vo Švédsku. Hľadali prvé „temné hviezdy“, ktoré sa vytvorili v prvých dňoch vesmíru.
Napriek svojmu názvu tieto starodávne hviezdy oslňovali - žili zničením temnej hmoty. A niektorí z nich mohli žiť v ďalekých kútoch vesmíru, žiarivo žiariace.
„Temné hviezdy začínali s rovnakou hmotnosťou ako Slnko, ale mohli sa zväčšovať a zväčšovať, až kým sa nestali hmotnosťou miliónov slnka a miliárd krát jasnejších.“
„Ďalší veľký ďalekohľad, vesmírny teleskop James Webb, rozšírenie slávneho Hubbleovho vesmírneho teleskopu, bude schopný nájsť tmavé hviezdy. Ak tak neurobíme, nájdeme nielen úplne nový typ hviezd, čo je samo osebe prekvapujúce, ale dokážeme aj to, že žijú mimo WIMP. Takže problém sa vyrieši sám. “
A to by mohlo znamenať koniec pre jednu z najťažších výziev modernej vedy. Vedci sa snažia vyriešiť problém temnej hmoty už od tridsiatych rokov, ale náznaky jeho existencie sa objavili už dávno.
"Keď ľudia študovali pohyb slnka a planéty okolo seba, uvedomili si, že centrálne planéty sa pohybujú pomerne rýchlo, ale čím ďalej od stredu, tým pomalší pohyb," hovorí Freese.
„Mysleli si, že sú to Newtonove zákony, poznáme ich, sú to prírodné zákony, pozrime sa na väčšie štruktúry - galaxie a zhluky galaxií.“
"Ale to nenašli: zistili, že keď sa pohybujete zo stredu galaxie, všetko sa pohybuje rovnakou rýchlosťou." Bolo to dosť divné. “
Freese verí, že hviezdy a planéty, ktoré vidíme na nočnej oblohe, sú vyvrcholením dlhej reťaze reakcií, ktoré začali týmito slabo interagujúcimi časticami. A ona hovorí, že bez častíc temnej hmoty by sa vesmír nemohol stať tým, čím je. „Štruktúry, v ktorých žijeme, galaxie a zhluky galaxií, sa nemohli vytvoriť, keby temná hmota nevytvorila kozmickú sieť, v ktorej žijeme.“
„To znamená, že prvá tmavá hmota sa spojila a potom obyčajné atómy, neutróny a protóny atď. Spolu s temnou hmotou vytvorili protogalaxie, ktoré viedli k vzniku galaxií, planét a hviezd. Ale na to, aby sme mohli začať tvoriť túto štruktúru, je potrebná temná hmota. ““
ILYA KHEL