Velkolepá spirální galaxie M81, kterou drží pohromadě neviditelná temná hmota. Kredit: NASA/JPL/Caltech/Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Čínský astronom HongSheng Zhao (University of St Andrews, School of Physics and Astronomy a SUPA – Scottish Universities Physics Alliance) se snaží dokázat, že záhadná temná hmota a její protipól temná energie mohou být propojeny mnohem těsněji, než jsme si dosud mysleli.

Zvětšit obrázek

HongSheng Zhao.
Kredit: Tim Fitzpatrick

Jen 4 % vesmíru tvoří známý, viditelný materiál – zbývajících 96 % je označováno jako temná hmota (23 %) a temná energie (73 %). Zhao upozorňuje: „Obojí – temná hmota i temná energie by mohly být dvě strany jedné mince. Jakmile astronomové pochopí spletité efekty temné energie v galaxiích, současně rozluštíme záhadu temné hmoty v astronomii.“

Podle astronomů vesmír i galaxie drží pohromadě gravitační přitažlivostí obrovského množství neviditelného materiálu. Poprvé o něm mluví švýcarský astronom Fritz Zwicky v roce 1933. Nyní je označován jako temná hmota. Fritz Zwicky (1898 – 1974) zjistil, že v kupách galaxií ve Vlasech Bereniky musí být mnohem více hmoty, aby držely pohromadě. Navíc jednotlivé galaxie se v kupách pohybovaly mnohem rychleji, než odpovídalo množství viditelné hmoty. Skoro 30 let ho nikdo nebral moc vážně – až od 60. let min. století - po objevu téhož v naší Mléčné dráze a potom, co se „zvětšily“ pozorovací přístroje a začaly se ke zpracování používat výkonné počítače. Dnes už většina teorií předpokládá, že ve vesmíru převládá látka, kterou zatím můžeme pozorovat jen nepřímo, pouze díky gravitačním vlivům na svítící, viditelnou část hvězdných objektů. (Ale stále existuje malé procento vědců, kteří hledají jiné vysvětlení).

V Zhaových modelech je temná energie a temná hmota stejná látka, která se v různých situacích projevuje různě. Proto ji nazval „temné fluidum“. A Zhao tvrdí, že „temné fluidum“ se v galaxiích chová jako temná hmota a ve vesmíru jako temná energie a řídí jeho rozpínavost. Je však velmi důležité, aby při modelování byl vždy zachován stejný poměr temné energie a temné hmoty (3:1), stejně jako vypočítali kosmologové.

Zvětšit obrázek

Zhao k tomu říká: „Pokud přijmeme názor, že temná hmota a temná energie jsou vzájemně propojené úkazy se společným původem, pak byla temná energie odhalena již před 60 roky, ale byla zamaskována jako temná hmota".

Zvětšit obrázek

Fritz Zwicky (1898 - 1974)

Nyní probíhá velké množství pozorování a experimentů, které by měly odhalit temnou hmotu. Jedním z experimentálních zařízení je právě dokončovaný největší urychlovač LHC (Large Hadron Collider) ve Švýcarsku (CERN). Podle Zhaa všechno toto úsilí nemusí přinést potřebný výsledek. Řekl: „V našem modelu má temná hmota překvapivě nízkou energii, příliš nízkou pro zkoumání novým Large Hadronem Collider“.

„Pátrání po temné hmotě se doposud soustředilo na vysokoenergetické částice. Pokud je temná hmota dvojčetem temné energie, nezaznamenají ji přístroje jako LHC, ale bude viditelná pouze v galaxiích“.

Podle Zhaa by se „temné komponenty“ mohly vyložit také jako modifikace gravitačního zákonu a ne jako částice nebo energie. A uzavřel svou teorii konstatováním: „Ať už temná hmota a temná energie jsou cokoliv, oba fenomény nejsou pravděpodobně na sobě nezávislé“.

Tato práce, kterou HongSheng Zhao se spolupracovníky publikoval v prosinci 2007 v Astrophysical Journal Letters a Physics Review D. 2007, otvírá široké pole pro diskusi a různé názory – ať už souhlasné, úplně odmítavé nebo tvorbu zcela nových vlastních teorií. Mnoho vědců mělo od počátku své příznivce i odpůrce (některé objevy zapadly v zapomnění na desítky let), teprve budoucí výzkum ukázal, jestli se dotyční vědci mýlili nebo byli naopak geniálně předvídaví. A stejně je to i s temnou hmotou a temnou energií.

Zdroj: sciencedaily

Gravitační zákon objevil v roce 1687 Isaac Newton (1642 – 1727). Jeho teorii rozpracoval Albert Einstein (1879 – 1955) v roce 1905 ve Speciální teorii relativity. Tehdy převládal názor, že vesmír je stacionární. Proto Einstein do rovnic teorie relativity zavedl člen, který tuto neměnnost zajišťoval. Po objevu Hubbleova rozpínání vesmíru (r. 1929) Einstein tento člen z rovnic obecné teorie relativity OTR opět vyškrtl a prohlásil, že šlo o největší omyl jeho života. Einsteinova myšlenka „kosmologické konstanty" zůstávala v hypotézách záhadou až do objevu expandujícího vesmíru. Experimentálně byla existence nenulové kosmologické konstanty prokázána v roce 1998 (A. G. Riess) a 1999 (S. Perlmutter). Nakonec se ukázalo, že ve vesmíru opravdu existuje odpudivá složka gravitace, která byla později nazvána temnou energií.