Nová teorie temné hmoty říká, že skrytý vesmír vznikl temným velkým třeskem
Dva vědci se domnívají, že scénář dvojitého velkého třesku by mohl vysvětlit temnou hmotu a to, proč se nám ji nepodařilo detekovat, jak píše web Gizmodo.
Zdá se, že pět šestin vesmíru tvoří záhadná látka zvaná temná hmota. Až dosud fyzikové předpokládali, že temná hmota vznikla ve stejném záblesku tepla, který nastartoval vesmír. Temná hmota však žije v jakémsi paralelním, stínovém světě. Sotva interaguje s běžnou hmotou, která tvoří vše, co vidíme, cítíme a pozorujeme. Možná vznikla v jakémsi stínovém velkém třesku, několik dní po vzniku vesmíru.
To navrhují fyzikové z UT Austin Katherine Freese a Martin Winkler v nové teorii, kterou nazývají temný velký třesk a která by mohla vysvětlit, proč se temná hmota dosud vyhýbala detekci a jak by to vědci mohli konečně změnit. „V našem scénáři existují dva velké třesky,“ řekl Winkler o studii. „Horký velký třesk, stejně jako ve standardní představě, vytváří horké plazma viditelné hmoty a záření.“ Temná hmota však vzniká při pozdějším, temnějším velkém třesku.
V příběhu velkého třesku, který všichni známe, vznikla v raném vesmíru, kdy byl prostor horký a přeplněný, běžná hmota, jako jsou atomy. Jak se vesmír ochlazoval a rozpínal, atomy se začaly spojovat do struktur, jako jsou galaxie a hvězdy. A právě zde se objevila temná hmota.
Víme, že temná hmota existuje, protože nic jiného nedokáže poskytnout dostatek gravitace, aby udrželo hvězdy v jejich galaxiích – alespoň pokud naše chápání gravitace není nějak chybné. Temná hmota hraje tuto klíčovou roli již od doby těsně po velkém třesku. Jako jakýsi kosmický uvaděč vedla atomy na jejich místa svou gravitační silou. Temná hmota rozhodovala o tom, kde budou umístěny dnešní galaxie, a dodnes je každá galaxie, včetně té naší, držena pohromadě oblakem těchto neviditelných částic.
Odkud se ale vzala temná hmota? Většina teorií tvrdí, že vznikla při stejném velkém třesku jako všechno ostatní, ale Winkler a Freese začali tento předpoklad zpochybňovat. „Často se zapomíná, že máme nulové důkazy o temné hmotě před dobou relevantní pro vznik struktur,“ řekl Winkler. Možná tedy temná hmota v době vzniku běžné hmoty ještě neexistovala. „Skutečně jsme zjistili, že ke vzniku temné hmoty mohlo dojít až měsíc poté, což je podle kosmologických standardů téměř věčnost.“
Je to nová teorie, která má zásadní důsledky pro vědce snažící se měřit temnou hmotu. Pokud by k temnému velkému třesku skutečně došlo, účinky jeho seismického výbuchu by se ještě dnes rozléhaly vesmírem. Když masivní objekty projdou dramatickými změnami, mohou produkovat gravitační vlny, které způsobují, že se prostor rozvlní jako hladina rybníka po vhození kamene. V roce 2017 získal experiment nazvaný LIGO Nobelovu cenu za fyziku za měření gravitačních vln produkovaných dvěma srážejícími se černými dírami, jak píše web Unesco. Gravitační vlny produkované temným velkým třeskem by se včak pohybovaly příliš pomalu a slabě na to, aby je LIGO dokázalo detekovat.
Místo toho autoři navrhují hledat vliv gravitačních vln na vzdálené blikající hvězdy zvané pulsary. Pulsary jsou rotující mrtvé hvězdy, které v pravidelných intervalech vysílají k Zemi světlo, něco jako maják. Tyto periodické světelné paprsky by měly být ovlivněny gravitačními vlnami, které procházejí vesmírem. Podle Freese a Winklera by nadcházející studie kombinující informace z velkého množství těchto paprsků, jako je například International Pulsar Timing Array a Square Kilometer Array, mohly najít nezvratné důkazy o temném velkém třesku.
Nová myšlenka přichází v kritickém okamžiku, kdy se pátrání fyziků po temné hmotě blíží k bodu zlomu. Fyzikové se začínají obávat, že temný svět s naším spojuje pouze gravitace, a toto nepatrné přetahování je příliš malé na to, aby se dalo změřit v laboratoři. „Jakmile připustíme myšlenku čistě gravitačně spřažené temné hmoty, je temný velký třesk pravděpodobně nejpravděpodobnějším mechanismem produkce temné hmoty,“ řekl Winkler. „A dobrou zprávou z našeho článku je, že i když se temná hmota páruje pouze gravitačně, stále existují velké šance takový scénář otestovat.“
V příštích letech by se totiž mohly odhalit dozvuky temného velkého třesku a konečně zaplnit tuto obrovskou mezeru v našich znalostech o vesmíru.