Mezi lovci temné hmoty je v současné době nejvíce populární ultralehká temná hmota, tedy především proto, že dřívější favorité pohořeli. Hon na temnou hmotu ale pokračuje a fyzici, jak se ukazuje, mohou rafinovaně využívat existující technickou infrastrukturu.
Nedávno to názorně předvedl mezinárodní výzkumný tým, který vznikl díky spolupráci australské University of Queensland a německého institutu Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB). Benjamin Roberts z University of Queensland a jeho kolegové použili data atomových hodin a stabilizovaných laserů, které byly oddělené v čase i prostoru. Díky tomu mohli pátrat po formách temné hmoty, které byly v předchozích experimentech nedostupné.
Badatelé analyzovali údaje získané z evropské sítě ultrastabilních laserů pospojovaných optickými kabely a spolu s nimi údaje atomových hodin, které se nacházejí na palubě satelitů sítě GPS. Porovnáváním velmi přesných měření na značnou vzdálenost mohli vědci v analýzách detekovat velmi nezřetelné stopy oscilujících polí temné hmoty, které by v jiných typech experimentů nemohly být patrné.
Nicméně, navzdory důmyslnému uspořádání experimentu byl výsledek stejný jako zatím vždy. Roberts a spol. nenašli vůbec nic. Jejich výzkum přesto vzbudil pozornost jako zajímavý příklad mezinárodní spolupráce, využití špičkových technologií, a také jako součást nynější úsilí a rozšiřování záběru temnohmotových experimentů, aby prosmýčily i ty kouty fyziky, s nimiž se zatím pro temnou hmotu příliš nepočítalo. Úplně k ničemu to nebylo, temné hmotě zase ubyl kus pomyslného prostoru, v němž se před námi může skrývat.
Video: Andrew Eberhardt | Ultralight Dark Matter Review
Literatura
Budeme odposlouchávat temnou hmotu axionovým rádiem?
Autor: Stanislav Mihulka (11.10.2019)
Pozorování velmi masivních galaxií krátce po Velkém třesku mění pohled na jejich evoluci
Autor: Vladimír Wagner (26.02.2023)
Temná energie - ochránce binárních černých děr?
Autor: Dagmar Gregorová (26.10.2023)
Gravitačně se hmota s antihmotou přitahují
Autor: Vladimír Wagner (08.12.2023)
Hubbleův rozpor podruhé – je řešením MOND?
Autor: Dagmar Gregorová (11.12.2023)
Projekt BREAD chytá temné fotony speciální anténou
Autor: Stanislav Mihulka (04.05.2024)
Ultralehká temná hmota by se mohla projevit v gravitačních vlnách
Autor: Stanislav Mihulka (23.10.2024)
Diskuze:
Vedlejsi vesmir
Ondrej Kliment,2025-01-27 10:02:45
A co kdyz jen ty vzdalene galaxie zrychluji, protoze je zacina pritahovat gravitace z vedlejsich vesmiru?
By to IMHO nestačilo
Jaroslav Knebl,2025-01-30 12:59:30
Nápad pekný, starí Gréci by to zrejme vzali, ale dnešní vedci ešte požadujú rovničky -_-
Totiž že by to sedelo okometricky, ešte nestačí: Napr. aj grafy polynómov xⁿ vyzerajú pre 1 < n od oka veľmi rovnako, a podobne nie je zrýchlené rozpínanie ako zrýchlené rozpínanie.
Zrejme by Ste potrebovali vyriešiť viac problémov: Ak by Ste chceli zachrániť Obecnú relativitu, tak aby na seba tie vesmíry gravitačne pôsobili, potrebovali by Ste ich podľa nej umiestniť do spoločného priestoru, ktorý by mohli zakrivovať. Takže to by malo znamenať zmeniť topológiu súčasného modelu vesmíru, ktorý je myslím priestorovo uzavretý. Pokiaľ to teda nechcete zasadiť do druhého zakrivovaného hyperpriestoru, čo by to celé asi solídne komplikovalo. Lenže by sa to aj muselo stihnúť zakriviť, zmeny gravitačného potenciálu sa v OTR taktiež šíria iba konečnou rýchlosťou. Ale hlavne to tuším zatiaľ vyzerá tak, že zrýchľovanie nemá hornú limitu. Suma sumárum, no neviem, skúste, ja myslím, že to pôjde aj jednoduchšie :D
Re: By to IMHO nestačilo
F M,2025-01-31 01:23:01
Nakonec psaný začátek. Tento článek je o temné hmotě, rozpínání vesmíru se týká temná energie. Tam se ani pořádně netuší a jako jedna z možností (myšlenek) je nějaké působení jiných vesmíru, které by mohly být zdrojem té temné energie, přesněji mohly by jí být. Temná hmota se týká především chování galaxií, především jejich rotace.
Podle formulace původního dotazu mi vychází, že je myšleno působení nějaké hmoty za hranicemi námi pozorovaného vesmíru, tedy konkrétně dalších vesmírů. Zjednoduším to tak, že i když je ta hmota za hranicí námi pozorovaného vesmíru, tak je to stále náš vesmír. Nevim o žádném důvodu proč očekávat to, že náš vesmír "končí přesně tam kam vidíme", takže tam je nejspíš jen to stejné co všude jinde (ve stejný "vesmírný čas"). Pokud je to opravdu jiný vesmír (teoretický) tak to nefunguje tak, že ten vesmír leží vedle našeho a je s ním dokonale spojen, ale je to mnohem složitější ad. ty topologie z příspěvku výš. Nejspíš s naším nebude mít vůbec žádný kontakt, každopádně je to omezeno pozorováním.
Především by něco podobného nevysvětlovalo ty konkrétní rychlosti, které pokud se berou jako "klasická rychlost" jsou obrovské (stejně jako příslušné energie) a v tomto případě by pro ně zdrojem energie byla jen gravitace těch dalších vesmírů působící směry od hranic námi pozorovaného vesmíru. To zrychlování rozpínání je jen "drobný příspěvek" jehož rozložení také nesedí, protože vychází vyšší v našem okolí, tedy cca ve středu námi pozorovaného vesmíru a naopak u jeho vzdálených oblastí je nižší. Ty struktury (galaxie a větší) se vzdalují nejen směrem od nás, ale i od sebe navzájem tedy i "do boků".
Trochu jinak vezmu tu rychlost šíření gravitace, to by mělo být rychlostí světla. Takže to z jaké vzdálenosti může hmota na jinou působit je omezená a je to i omezeno tím před jak dlouhou dobou k nám to světlo vyrazilo. A zároveň je tam nějaký průběh působení vzhledem k vzdálenosti.
To, že je rozpínání vesmíru vázáno na vzdálenost je poměrně slušně potvrzeno pozorováním. Stejně jako to, že tam nejsou žádné velké rozdíly mezi jednotlivými úseky, zatím co u gravitace se to mění s mocninou vzdálenosti ke zdroji.
fiktivni temna hmota
Zdeno Janeček,2025-01-26 09:18:53
ako prispevek pode mnou si myslim, ze to je usmevne a jen pozirac grantou !!
Co se tak zamyslet nad Einsteinem a odvodit, ze hmota urychlena na rychlost blizkou svetla ma vyssi hmotnost !! Mozno tam je ta Colombova žena.
Re: fiktivni temna hmota
D@1imi1 Hrušk@,2025-01-26 10:49:46
Myslím, že byste se měl zamyslet nad Einsteinem a odvodit kosmologický model, který nebude vyžadovat temnou hmotu. A dokud se váš model nepotvrdí jako pravdivý, měl byste na něm pracovat zdarma, abyste se nedopatřením nestal dalším zbytečným požíračem grantů, kdyby se to ukázalo jako další slepá ulička.
Re: Re: fiktivni temna hmota
Zdeno Janeček,2025-01-26 19:52:03
sam ste se zhovadil, nemam k tomu co dodat !!
Re: Re: Re: fiktivni temna hmota
D@1imi1 Hrušk@,2025-01-26 22:08:40
Ale copak? Vy to z toho Ensteina odvodit nedokážete? No to bych nečekal.
Čítate mi myšlienky :)
Jaroslav Knebl,2025-01-30 13:32:29
Presne môj plán, opraviť Vám to zadara bez grantov, muehehe. Akurát že sa na to chystám vo svojom voľnom čase, a tam mám v poradovníku ešte najprv doupratovať nové bývanie, prečítať 5 beletrií, 3 matiky, 1 texťák, 2 webstránky, pozrieť 1 rozhlasovú reláciu, 1 čínsky seriál. Ale hneď potom tam mám nachystaných 11 fyzík, vrátane toho zatiaľ zpolky prečítaného Cartana, čo mi narúbal pán Naxera. Proste si to najlepšie nechávam nakoniec, aby ma ostatné veci príliš nerozptyľovali. Takže si asi budete musieť na poriadny koniec sveta ešte trošku počkať. Pokiaľ by teda niekto nezaskočil, konce sveta sú zdá sa väčšia fuška, než som myslel-_- A keby som sa nebodaj mýlil, aspoň sa pritom naučím do hĺbky tú modernú fyziku :B
Re: Čítate mi myšlienky :)
D@1imi1 Hrušk@,2025-01-30 13:57:00
To Vás šlechtí, ale ta výzva byla především panu Janečkovi, protože tu pod každým kosmologickým článkem píše sebejisté příspěvky v podobném duchu a občas je okoření nějakým nesmyslem, který mu je schopný opravit i poučený laik :-)
BTW. nevíte, jestli je pan Naxera živ a zdráv? Z čista jasna zde přestal přispívat. Tak doufám, že jen proto, aby ušetřil osobní čas.
O pánu Naxerovi žiaľ nič nové neviem
Jaroslav Knebl,2025-01-30 15:14:56
Tiež už som sa pýtal, kam sa vytratil. Chcel som mu prsknúť do očí, že ako toho Cartana čítal, keď naposledy IIRC zaraďoval Lorentzovu transformáciu k nepravým rotáciam.. a potom mi odporučoval knihu, kde je oboje popísané, a stačilo mu trochu to prepočítať. No pekne.
Knižku som si zohnal sám iba podľa jeho odporúčania, takže žiaden priamy kontakt nemám :/
Re: fiktivni temna hmota
Jarda Ticháček,2025-01-26 19:51:31
Když už ten Einstein:
Ať je rychlost hmotného tělesa jakákoliv, hmotnost se nemění. kilogramové závaží má i při rychlosti blízké rychlosti světla stále stejnou hmotnost. To jen ta energie… Aby tak rychle letělo, musí mu být energie dodána. A ta krásná rovnice E=mc² má v sobě skrytý jinotaj. Když už to vezmeme doslova, tak si vlastně uvědomme, že něco, co letí prostorem pomalu, má dostatek času na své okolí gravitačně působit. Ale když proletí jako blesk? Výsledek je vlastně stejný. To až naráz bude vypadat jinak.
Re: Re: fiktivni temna hmota
Zdeno Janeček,2025-01-26 20:00:45
mozna si to blbě pamatuji, ale hmota urychlena na rychlost blizke svetlu, uz jakakoli pridana energie nemuze pridat rychlost z toho duvodu, ze jeho hmotnost narusta. Pokud by hmotnost nenarustala, tak by neměl byt problem dat tolik energie, aby byla rychlost svetla prekrocena.
Re: Re: Re: fiktivni temna hmota
F M,2025-01-28 23:49:28
I ve speciální relativně je třeba zvolit pozorovatele, potom se ty údaje liší podle toho ze které strany se to pozoruje. "Čím rychleji se těleso vůči pozorovateli pohybuje, tím větší má z pohledu pozorovatele hmotnost." Ale je to třeba brát tak, že tomu tělesu to přijde naopak tedy, že ono je v klidu a má "klidovou" (pardon*) hmotnost, zatímco ten původní pozorovatel se mu jeví v pohybu a má ji zvýšenou.
Také ten slavný vzorec E=mc2 ukazuje tu ekvivalenci (v tomto případě) energie a hmoty.
https://cs.wikipedia.org/wiki/Relativistick%C3%A1_hmotnost
*Invariantní
V obecné je to úplně guláš a je třeba aplikovat komplikované výpočty na zcela konkrétní situaci.
https://en.wikipedia.org/wiki/Mass_in_general_relativity
Pán F M to popísal stručne a správne..
Jaroslav Knebl,2025-01-30 14:49:14
..ale skúsil by som ešte polopatistickejšie. Ono totiž, pán Janeček, si to pamätáte úplne presne:
Tak ako aj plynie z linkov vyššie, diskusiou sa zas prepletajú 2 rôzne pojmy, relativistická a vlastná hmotnosť. Keď sa teda povie iba 'hmotnosť', je to dosť nejednoznačné. Špeciálna relativita historicky predstavuje obrovskú zmenu spôsobu myslenia (paradigmy / svetonázoru / referenčného rámca). Preto keď sa ľudia o nej bavia, zvyknú sa ešte stále používať 2 spôsoby myslenia — relativistický a predrelativistický, na ktorý je človek zvyklý z bežnej fyziky. Väčšina veličín má tak 2 podoby, tie relativistické novotvary väčšinou spoznáte podľa predpôn "vlastný/á/é" alebo "štvor-". Týka sa to pojmov ako:
Rýchlosť, zrýchlenie, čas, dĺžka, objem, hmotnosť, hustota, kinetická energia, hybnosť, ..
Má to dobrý dôvod: Všetko sú to vlastnosti, od ktorých by Ste očakávali, že sú vlastné a priraditeľné nejakému objektu. Lenže špeciálna relativita práve tvrdí, že každá z nich dáva rôzne hodnoty pre inak sa pohybujúcich pozorovateľov toho istého objektu. Pokiaľ ich teda meriame klasickými metódami (pri malých rozdieloch či rýchlostiach sú odchýlky nepozorovateľné). Ak ale nejaká hodnota závisí od voľby pozorovateľa, tak nemá zmysel hovoriť o nej ako o vlastnosti pozorovaného objektu. Ak niekto vidí zajaca ako modrého, a niekto iný ako červeného, tak to ešte nie je pádny dôvod hociktorú z farieb považovať za zajacovu vlastnosť. Preto sa zaviedli 'vlastné' novotvary relativistických veličín, a tie sú volené tak, aby boli pre každého voľného pozorovateľa nemenné, a teda viac vlastné danému objektu. Často to býva to, čo by Ste namerali, keby vedcovi objekt ležal v kľude v labáku, čo nie je väčšinou reálne možné.
Háčik je v tom, že keď sa relativita vysvetľuje bežným ľuďom, zdá sa zo začiatku jednoduchšie používať práve tie premenlivé vlastnosti, ktoré človek pozná z bežného života. Lenže v skutočnosti je to neskôr tak trochu pedagogická pasca, lebo ďalšie hlbšie znalosti, ako napr. Lorentzova transformácia, predstavujú výlučne relativistický spôsob myslenia. Takže keď sa v tom laik začne vŕtať, narazí na rozporuplné závery. Prirodzene preto, lebo relativistický a predrelativistický spôsob myslenia sú naozaj vzájomne v istom zmysle nezlučiteľné. Vo výsledku preto najskôr zvykne laik dostať predrelativistické vysvetlenie, a keď chce vedieť viac, tak mu vlastne povedia "Na to všetko zabudni, a je to takto inak". Resp. sa fyzici dnes už snažia úplne prejsť iba na ten relativistický spôsob myslenia, len sa to akosi furt úplne nedarí.
Vezmite si ako príklad vysvetlenie pána Ticháčka: Pán Ticháček Vám podal pokročilejšie vysvetlenie Vami popisovaného javu, a pritom sú oba Vaše tvrdenia v istom zmysle rovnocenné. Akurát on je už na polceste k relativistickému spôsobu myslenia, len miesto relativistickej hmotnosti pracuje už len s relativistickou kinetickou energiou. Tá je ale tiež pre vhodných rôznych pozorovateľov rôzna, a teda ani ona nemôže byť vlastná danému objektu.
Re: fiktivni temna hmota
Jaroslav Knebl,2025-01-30 13:14:59
No až taký extrémista nie som, pripúšťam možný prínos grantového prístupu v tomto konkrétnom prípade. I I potenciálne negatívny, v dôsledku informačného zahltenia, ehm. Každopádne keby som písal Váš príspevok ja, netrúfal by som si dať tam "jen".
Neee, moja vyveštená ultraľahká temná hmotička
Jaroslav Knebl,2025-01-26 08:54:29
Ja by som povedal, že je to v cajku — v zdrojovom článku sa uvádza, že aby ultraľahká temná hmota vysvetľovala pozorovaný nadbytok galaktickej temnej hmoty, musela by byť prítomná vo veľmi vysokých hustotách, a teda by sa údajne správala ako klasické bozónové/bozonické pole ("bosonic field", nepoznám slovenský terminus technicus). Takže vyvracajú významný podiel ultraľahkej temnej hmoty na ΛCDM modeli, nie ultraľahkú temnú hmotu ako takú. Ak som to teda správne pochopil.
Štúdia konštatuje práve absenciu takéhoto poľa, čo je za mňa perfektne ok, pretože temnú hmotu na úrovni galaxií osobne považujem za chybu modelu, dosť podobne ako úspešný minuloročný balvanant pán Vavryčuk. Tzn. i keď si osobne veštím, že ultraľahká (baryonická) temná hmota existuje, tak nie v kvantitách podporujúcich ΛCDM model. Mávam totiž každých pár rokov opakovane halucinácie obrazu ľudského mozgu a Kafkových esplán, kde sa mi do toho ozýva mužským hlasom "Baryonická temná hmota.". A podobne mávam halucináciu, kde sa hlas ako Kocúr tým svojim vysokým falzetovým hlasom pýta "Temná hmotaaa?", a hlas ako Kryton mu hlbokým hlasom presvedčivo pritakáva "Temná hmota. Baryonová temná hmota.". Alebo to v prvej halucinácii bolo 'baryonová', a v druhej 'baryonická', kto si to má po rokoch presne pamätať. Schizofrenici by to možno vedeli upresniť, nespoznáva tie halucinácie niekto? Alebo možno fandovia Červeného trpajzlíka, zatiaľ sa mi ten diel nepodarilo nájsť, a to som sa celkom snažil:/ Ale najviac ma vždy fascinovalo, že som sa rozčuľoval 'Baryonická či baryonová, kua?'. Tak som si to vygooglil, a zistil som, že sú to synonymá, a to som vtedy vedome ani nevedel, že také pojmy sú, há. Páni Sysifáci, pamätajte na moje slová, si myslím, že to bude baryonická temná hmota. To je zaslaná paranormálna veštbaaa.
Inak, pochopil som článok správne, že tú ultraľahkú temnú hmotu vo vysokých hustotách hľadali lokálne v blízkom okolí Zeme?
P.S.: Fakt si myslím, že úspech skôr zožne IceCube-Gen2 alebo nejaký jeho ďalší nástupca. To zariadenie aspoň skutočne ako detektor nejakej tej temnej hmoty funguje (LIGO/VIRGO/LISA nerátam, tie ultraľahkú nedajú ani omylom).
Re: Neee, moja vyveštená ultraľahká temná hmotička
F M,2025-01-29 00:59:30
Ano hledali ji v oblasti experimentů, v optických rezonančních dutinách spojených těmi lasery a potom mezi satelity GPS v různých experimentech.
Udávají, že s ní (v tomto případě) počítat jako s bosonickými poli, ne že jde o bosony.
Ultra lehkou DM nevyvrací, ale zase ji omezují (jak je zvykem): "Naše analýza vede k omezením navázání skalární temné hmoty na elektrony (DMe) pro masy (energie) mezi 10 na −19 a 2×10−15 eV. Takže, by nemělo být skalární pole nereagujících částic s touto energií ostatní ještě nevyloučené typy a energie jsou stále ve hře. Osobně si netroufnu věštit jak se to vyvrbí.
Nástin toho jak to funguje: "Interakce mezi DM skalárními poli a částicemi standardního modelu mohou vést k efektivním variacím určitých základních konstant[5–7], jako je konstanta jemné struktury nebo Fermionové hmoty (asi hlavně ty elektrony). Protože atomové přechodové frekvence závisí na těchto konstantách, byly atomové hodiny použity k hledání jejich variací ve formě driftů.[8–16], přechodů [17–22]a oscilací[16,21,23–32]. Délky pevných těles přitom závisí na konstantě jemné struktury a hmotnosti elektronů přes Bohrův poloměr[33]. Stabilizací laseru k optické dutině se změny délky dutiny převádějí na změny frekvence laseru, které lze měřit s vysokou přesností při porovnávání optických frekvencí."
Ty postupy potom navrhují využít k vytěžení maxima že stávající výzkumné infrastruktury: "Hledání ultralehké temné hmoty pomocí časoprostorově oddělených oscilátorů jedinečně umožňuje sondovat prostorové fluktuace skalární temné hmoty a obsahuje klíčové podpisy pro rozlišení signálu temné hmoty od falešného signálu v případě detekce"
"Bez nutnosti optimalizace pro velké rozdílové citlivosti (na ty konstanty ) se budoucí srovnání mezi časoprostorově oddělenými oscilátory mohou soustředit na využití plného potenciálu dostupných typů senzorů pro zkoumání různých frekvenčních rozsahů." Stávající metody totiž požadují alespoň 2 různé oscilátory a hledaly rozdíly v jejich reakcích (víc různých speciálních přístrojů), zatímco zde se využívá toho časoprostorového oddělení, které samo o sobě umožňuje vznik nějakých těch rozdílů a následnou (v článku rozebranou) analýzu.
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.134.031001
Za ten bídně doopravený překlad se omlouvám, ale myslím, že je to snad alespoň použitelné.
Díkes
Jaroslav Knebl,2025-01-30 12:13:25
Tak nejako som zdrojový článok pochopil, ale radšej som sa opýtal, dumať nad ním celý deň sa mi nechcelo:) V preklade pána Mihulku mi to chýbalo, takže Váš hrubý preklad asi bude užitočný aj iným čitateľom.
Vymedzenie rozsahu energií som si tiež všimol, ale keďže príliš nedúfam v úspech, tak som všetko hodil do jedného vreca. Možno prekvapia.. Jj, tie bozonické polia ešte baryóny nutne nediskvalifikujú, ale tak halucinácie si príliš človek nevyberá :D
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
