Průzkum Hubblu objevil desetkrát víc temné hmoty, než by měl

TLDR: Průzkum Hubbleova teleskopu naznačuje, že v okolí galaxií by temná hmota mohla být v mnohem větším množství, než čekaly modely. Zatím není jasné, jak to vysvětlit, ale něco nám zjevně uniká. Studie tu.

O řád víc…

Říká se, že lidé studující vesmír jsou vlastně manifestací vesmíru studujícího sebe sama. Alespoň já to tedy říkám. Protože i my jsme produktem toho vesmíru, žejo. Občas takové sebepoznávání ale vede k řadě trapných okamžiků. Nová pozorování gravitačního čočkování, která slouží k nepřímému měření vlivu temné hmoty na velká uskupení galaxií, přišla s nemilou zprávou.

Údaje získaná s pomocí Hubbleova kosmického teleskopu naznačují, že ve vesmíru by mohlo být až o řád víc temné hmoty, než co predikovaly naše teoretické modely. Otázkou je, zdali je špatně pozorování, anebo ty modely.

S temnou hmotou je obecně malér. Skoro století nazpět k její existenci došli astronomové taktéž nepřímou pozorovací cestou. Jejich první měření rotace galaxií totiž naznačovaly, že galaktické disky se otáčejí mnohem monolitičtěji, než by ze zákonů gravitace měly. Skoro jako kdyby na ony disk neměla svou gravitací vliv jen pozorovaná hmota, ale i hmota nepozorovaná.

Teoretici tohoto potížistu pojmenovali poněkud nekreativně „temná hmota“ a od té doby pokračují zatím neúspěšné snahy o vysvětlení, co to proboha má být. Aktuálně nejžhavěji se zdá, že temná hmota má formu nějakých elementárních částic, které jako duchové brouzdají vesmírem a nemají skoro žádný vliv na nám známou baryonovou hmotu (ta, ze které jsme my, Země, Slunce a tak). Nemůžeme ji vidět ani cítit. Má na nás (a Zemi, Slunce a tak) vliv svou gravitací. Takže nepřímo můžeme vidět projevy temné hmoty skrze tzv. gravitační čočkování.

Jenže nyní tohle nepřímé pozorování ukázalo astrofyzikům ducha, které nečekali, že uvidí.

Gravitační čočka

I když to zní jako svérázný název pro pochoutku z luštěnin, gravitační čočkování je dobře známý jev pozorovaný mnohokrát v astronomii. Zjednodušeně: velmi hmotná tělesa svou gravitaci „zesilují“ světlo putující v jejich okolí. Jako obří čočky tak vědátoři dovedou používat i celé galaxie – a špehovat díky nim ještě mnohem vzdálenější galaxie! Právě skrze gravitační čočkování lze detekovat i vliv gravitace temné hmoty na obří galaktické kupy.

Nejnovější pozorování tohoto druhu však přišlo s novým problémem. Zdá se, že vzdálené galaxie nám čočkují… mnohem více, než by podle našich teoretických odhadů čočkovat měly. Jinými slovy – v jejich okolí je více temné hmoty, než kolik dovolovaly naše modely. Možná až o řád víc! Se zjištěním nyní přišel tým Massima Meneghetti z italského Národního institutu pro astrofyziku.

Vědátoři studovali 11 klastrů galaxií jak s využitím Hubblea, tak i VLT z Evropské jižní observatoře v Chile. Při analýze údajů jim ovšem krom velkých čoček tvořených celými klastry galaxií začaly do čoček dělat prasátka i nápadně menší čočky kolem menších galaxií. To naznačuje, že v okolí těchto galaxií je o kotel více temné hmoty.

Nabízejí se tři možná řešení svízele – buď je problém v pozorování, anebo je problém v teoriích, anebo nám uniká cosi dalšího kolem teorií ohledně temné hmoty. Vyřešení této otázky v dnešní novince ale bohužel nečekejte. Co přesně způsobilo v italské práci rotyku, totiž zatím nevíme.

Co s tím?

„Máte to blbě!“ možná bouchne do stolu nedočkavý čtenář při čtení hypotéz kolem temné hmoty. Problém je, že temnou hmotu potřebujeme, jinak nerozumíme tomu, co drží galaxie pohromadě. Nabízejí se sice nějaké exotické možnosti… Třeba to, že gravitace funguje jinak v makroškále než menších škálách anebo že světlo má nějakou klidovou hmotnost, či jiné podobné úchylárny.

Ale na ty ještě nedošel čas. Zní to asi paradoxně, ale temná hmota je momentálně to zdaleka nejpřízemnější vysvětlení. Navíc jejím směrem ukázaly jiné starší práce.

Pokud se tak ukáže, že problém nevyšel jenom z chyby měření (což se může stát, vloni se nám stalo cosi podobného s černými děrami), bude nejnovější italská práce dalším dílkem skládačky toho, jak se dosavadní teorie musejí změnit. Protože bez změny zjevně nereflektují realitu.

Pokud tomu tak je, není nakonec vůbec s podivem, že poznávání vesmíru vede k celé řadě trapných situací – jak totiž víme asi všichni, okamžiky, kdy jedinec poznává sám sebe, jsou častokrát tuze nepříjemné – ale před tím, než dospěje, si jimi přesto musí projít každý! Lze tak jedině doufat, že pubertální fáze kosmu skončí s odhalením povahy temné hmoty co nejdříve!

[Ladislav Loukota]

Temnou hmotu se snaží najít i vědátoři přímo na Zemi:

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je [email protected]