Zvětšit obrázek

Země prochází doménovou stěnou. Kredit: APS/Alan Stonebraker.

Maxim Pospelov. Kredit: University of Victoria.

Temná hmota si zaslouží své přízvisko i vzhledem k tvrdošíjnosti, s jakou odolává veškerému snažení odborníků i zaříkávačů pralesních etnik. Ať dělají co dělají, stále nám schází cca 84 procent hmoty vesmíru. Anebo neschází a honíme se jenom za nějakými duchy. Nevíme. Pokud temná hmota není mýtus, tak je naprostá většina hmoty ve vesmíru pro našince velmi neviditelná a víme o ní jen díky gravitaci. Zpočátku se věřilo, že temnou hmotu vytvářejí MACHO (Massive compact halo objects), tedy tělesa z normální hmoty, která z nějakého důvodu nejsou moc dobře pozorovatelná. Černými děrami počínaje a hnědými trpaslíky či zatoulanými planetami konče. Teď jsou populární WIMPy (Weakly Interacting  Massive Particles), těžké a pomalé částice, které ovlivňuje jen gravitace a ještě slabá síla. Jenže ani WIMPy zatím nikdo nenašel.

Maxim Pospelov z kanadské University of Victoria a jeho kolegové z toho všeho získali dojem, že by měli rozšířit záběr pátrání po temné hmotě. Pohrávají si s představou, že alespoň část prokleté temné hmoty souvisí s doménovými stěnami ve struktuře vesmíru. Doménové stěny jsou přitom jedním z topologických defektů, které by měly doprovázet fázové přechody s narušením symetrie. Takové věci známe i z osobní zkušenosti, například když voda při postupném ochlazování krystalizuje v led. Podobně mohly vzniknout i doménové stěny ve struktuře vesmíru, když chladl a rozpínal se. Doménové stěny by v takovém případě oddělovaly bubliny fází s různou hodnotou minima potenciálu axionových polí a byla by v nich tím pádem uložena jistá energie. Koncentrace takové energie se pak navenek projevuje jako neviditelná hmota. Na druhou stranu ale kdoví, jak to s hypotetickými axiony vlastně je. Shodou okolností patří mezi WIMPy, které se nedaří a nedaří najít.

Zvětšit obrázek

Magnetometr Pioneeru 10 a 11. Kredit: NASA, Wikimedia Commons.

Zvětšit obrázek

Douglas Finkbeiner. Kredit: Harvard-Smithsonian CfA.

Pokud jsou podle Pospelova a spol. doménové stěny ve vesmíru dostatečně natěsnané, dejme tomu v řádu stovek astronomických jednotek (AU, vzdálenost mezi Sluncem a Zemí), tak by naše planeta, letící vesmírem běžnou rychlostí těles Mléčné dráhy, mohla procházet doménovou stěnou tak jednou za pár let. Lidé si toho samozřejmě vůbec nevšimnou, ale dostatečně citlivý magnetometr by mohl průchod doménovou stěnou zaznamenat. Pospelov podotýká, že jeden takový magnetometr by určitě nestačil, protože by nebylo možné naměřené hodnoty spolehlivě potvrdit. Přístroj by mohl zachytit i náhodný šum ryze pozemského původu. Autoři doporučují, že do pátrání po doménových stěnách bude nutné angažovat minimálně 5 online propojených magnetometrů z různých míst  na Zemi, na čemž už podle vlastních slov pracují.

Je fascinující, že s doménovými stěnami bychom vysvětlili přinejmenším část temné hmoty elegantním experimentem a zároveň přinesli úlevu celé řadě výzkumných týmů, které se stále plahočí za WIMPy. Nezbývá, než to zkusit. Douglas Finkbeiner z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics sice není příliš přesvědčen, že by doménové stěny axionových polí řešily naše trable s temnou hmotou, na druhou stranu ale vítá, že astrofyzici ponechávají prostor pro alternativy k WIMPům.

Literatura

NewScientist 19.1. 2013, Phys. Rev. Lett. 110: 021803, Aldebaran.cz, Wikipedia (Dark matter, Axion).