O legendárním tažení za tajemstvím temné hmoty slyšel už asi každý. Ale fyzici kupodivu hledají i běžnou, tedy baryonovou hmotu. Vládnoucí kosmologické modely totiž ukazují, že by ve vesmíru měl být asi dvojnásobek běžné hmoty, ve srovnáním s tím, co ve vesmíru pozorujeme. Když se to tak vezme, tak naše úspěšnost ve hledání hmoty ve vesmíru je zatím „nic moc“. Cimrman by to jistě ocenil.
Teď se to, naštěstí, mění v náš prospěch, alespoň trochu. Hned dva vědecké týmy nezávisle na sobě vůbec poprvé detekovaly veliké množství běžné hmoty, které zhruba odpovídá veškeré doposud známé běžné hmotě ve vesmíru. Jsou to nezměrná, gigantická vlákna horkého a řídkého plynu, která spojují jednotlivé galaxie mezi sebou.
Šéf jednoho z týmů Hideki Tanimura z Institute of Space Astrophysics ve francouzském Orsay, to vyjádřil docela jasně – podle něj jsme konečně vyřešili problém s chybějící baryonovou hmotou. Nepochybně s tím souhlasí i vedoucí druhého týmu Anna de Graaff ze skotské Edinburské univerzity a také jejich kolegové. Vtip je v tom, že zmíněný mezigalaktický plyn je velice nezřetelný a řídký. Není dost horký na to, aby ho viděly rentgenové teleskopy. Proto ho zatím nikdo neviděl. Až doteď.
Podle Richarda Ellise z University College London se o tomto mezigalaktickém plynu vždy jen spekulovalo. Týmy Tanimury a de Graaffové na to museli rafinovaně a usilovnou prací. Využili přitom Sunjajev‑Zeldovičův jev, tedy to, že mikrovlnné reliktní záření vesmíru reaguje s elektrony v horkém plynu, což při pozorování ze Země v daném směru ovlivňuje jeho výslednou podobu.
V roce 2015 satelit Planck detailně zmapoval reliktní záření. Jenže plyn propojující galaxie je natolik řídký a nezřetelný, že na mapě reliktního záření satelitu Planck není patrný. Oba dva badatelské týmy si proto vybraly dvojice galaxií ze Sloanovy digitální přehlídky oblohy (SDSS), o nichž předpokládaly, že budou propojené zmíněným řídkým plynem.
Tanimurův tým analyzoval 260 tisíc dvojic galaxií, skupina de Graaffové jich studovala více než milion. Z dat satelitu Planck se jim nakonec podařilo zviditelnit kosmická vlákna plynu mezi galaxiemi, který je několikrát hustší nežli okolní vesmír. Odkryli tím baryonovou hmotu, kterou předpovídaly simulace vesmíru už dlouhá desetiletí, a potvrdili některé z našich předpokladů o vesmíru.
Podle Ralpha Krafta z centra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics v Massachusetts vlastně všichni věděli, že tam něco takového je. Teď je to ale poprvé, když někdo, tedy oba zmíněné týmy, přišel s definitivní detekcí těchto vesmírných vláken plynu. Nebyla to snadná cesta, ale řada našich představ o vývoji struktury vesmíru se teď ukazuje jako správná.
Literatura
New Scientist 9. 10. 2017, arXiv:1709.05024, arXiv:1709.10378.
Teleskop Planck, fluktuace reliktního záření a konec koperníkovského principu
Autor: Pavel Bakala (24.03.2013)
Kosmologická předpověď potvrzena v gigantické kupě galaxií
Autor: Stanislav Mihulka (29.12.2013)
Astronomové tvrdí, že žijeme v obrovské vesmírné prázdnotě
Autor: Stanislav Mihulka (18.06.2017)
Diskuze:
otazka
Zdeněk Syk,2017-11-02 18:43:38
muze byt te baryonove hmoty tolik, ze by jiz nebylo nutne hledat temnou hmotu?
mimochodem "dokonalé vakuum"... jiz nekolikrat mi bylo oznameno, ze takova vec se ve vesmiru prakticky nevyskytuje. neni tedy bezpredmetne premyslet nad tim, co by castice udelala/neudelala, kdyz kvuli absenci dokonaleho vakua to proste udelat nemuze?
Baryonová hmota.
Vlastislav Výprachtický,2017-10-11 21:57:00
Poslední zjištění kde se nachází baryonová hmota, vyznačuje oprávněnost teorie Velkého třesku. Pozůstatky lehkých částic jako jsou kvarky, se zatím gravitačně nedokázaly s jinou hmotou sloučit, takže vytváří mezigalaktickou neuspořádanou pavučinu. Dalším zdrojem je výstup energetických částic z černých děr,kde energie výtrysku je natolik silná, že dochází k dokonalému odpoutání z gravitační působnosti. Anihilační zplodiny po Velkém třesku mohou být podstatou temné hmoty a energie.
Re: Baryonová hmota.
Libor Zak,2017-10-12 08:43:35
Ono to neodporuje ještě několika dalším teoriím. Tak uvidíme.
Re: Baryonová hmota.
Anton Matejov,2017-10-14 22:55:24
S tou teóriou Velkého tresku to môže byť rôzne.
Mne sa viacej pozdávajú teórie multivesmíru, teda veľkého počtu vesmírov. Potom by šlo lepšie vysvetliť aj tmavú hmotu a tmavú energiu. Napríklad predstavte si vriacu vodu a bublinky v nej ako prejav energie.
Tie bublinky sa môžu aj zraziť a my žijeme v zrazených vesmíroch.
Existujú častice vesmíru1 a vesmíru2 ktoré integrujú s časticami druhého vesmíru a tvoria baryonickú hmotu.
Existujú častice vesmíru1 a vesmíru2, ktoré neintegruju s časticami druhého vesmíru. To by mohla byť tmava hmota.
My žijeme, tvoríme a pozorujeme prienik zrazených vesmíroch.
Zrážka ešte nedosiahla maximálny priemer, teda pozorujem a detegujeme rozpínanie vesmíru, teda zrážku dvoch vesmírov.
Pozrite si napríklad na youtube simulácie zrážok dvoch galaxii. Ak by sme nevedeli o zrážke dvoch galaxii, tiež by sme sa veľmi čudovali kde sa berie energia na ten tanec rozpinajúceho sa veľkého zoskupenia hviezd, keď platia zákony gravitácie a zákony zachovania energie.Predpokladali by sme asi tmavú energiu.
Teda možno žijeme v nejakom gravitačnom pulzu ktorý zapríčiňuje zrážka dvoch vesmírov.
Časť vedcov pracujú aj na teóriach Bing-Bangu, ktorý sa gravitačne zrúti a znovu expanduje, teda pulzuje.
Niektorí zasa navrhli až dve explózie Veľkého tresku. Jeden časove do minulosti a druhy do budúcnosti.
Podopreli to s divmi v kvantom mikroskopickom svete, kde naše ponímanie neplatí a častice môžu isť časovo ako aj do budúcnosti, tak aj do minulosti.
Môj návrh zrazených vesmírov by tiež vysvetľoval niektoré nepochopiteľné správanie sa kvantového sveta. Napríklad dualitu. Fotóny sa správajú raz ako vlny a raz ako častice. Elektrón sa môže nachádzať raz tam inokedy inde. Ak začneme zisťovať elektronovu hybnosť, nemôžeme zamerať jeho polohu.
V zrazených vesmírov by to znamenalo, že tie niektoré častice a fotóny raz preskakujú z jedného vesmíru a raz sa prejavia ako výsledok zrážky, interakcie s časticou druhého vesmíru.
Nevieme už riadne desaťročia vysvetliť pri teórii Veľkého tresku, kam zmizla časť antihmoty. Ak by ale časť antihmoty nezmizla tvoril by náš vesmír asi len fotóny po anihilácii hmoty a antihmoty.
V teóriach zrazenych vesmíroch by šlo vysvetliť kde sa mohla stratiť časť antihmoty.
Trochu OT
Bohuslav Rameš,2017-10-11 16:49:03
ale nedá mi to... Týmy se sice skládají z živých lidí (aspoň doufám), přesto jsou v češtině neživotné. Tudíž ani ne detekovali, ani ne museli, alébrž detekovaly a musely.
Takze temna hmota neexistuje?
Petr Špak,2017-10-11 15:14:21
a miliardy vynalozene na granty co ji hledaji byly vyhozeny z okna? a co ten typek co ji chyta v jeskynich uz 20 let do nadrzi, jako super job, stravit cely zivot hledanim niceho a mit to dobre zaplaceny :)
Re: Takze temna hmota neexistuje?
Vít Výmola,2017-10-11 15:43:46
O nalezení temné hmoty se v článku nepíše, píše se tam o nalezení chybějící baryonové hmoty.
Re: Takze temna hmota neexistuje?
Jakub Preclík,2017-10-11 18:42:27
Na vedu se miliardy z okna rozhodne nevyhazuji. Do nadrzi se chytaji neutrina, dnes jednoznacne vyloucena ze zasadniho podilu na temne hmote. Rozhodne nejsou hledanim niceho. Standardni casticovy model nam vsem slouzi dobre a jeho proverovani a upresnovani pozitivne ovlivnuje nase zivoty od sameho pocatku jeho existence. Honorare experimentatoru a teoretiku nejsou nijak zavratne. V nasi zemi je investice do zakladniho vyzkumu okrajova zalezitost, nelze na tom politicky ziskat, majorita takovy vyzkum nema rada. Oproti tomu je statni rozpocet verejna informace a lze se nad nim rozcilit dokonale poucene a cilene.
Re: Re: Takze temna hmota neexistuje?
Pavel --,2017-10-12 18:00:33
Možná budu za zpátečníka, ale jak prověřování a upřesňování částicového modelu pozitivně ovlivňuje naše životy, dokonce od samého počátku?
Že by...
W X,2017-10-11 14:32:56
Že by měl Einstein fakt pravdu a obecná relativita opět vydržela?
Re: Že by...
Milan Krnic,2017-10-11 22:04:40
Záleží, zda jej uvažujete jako zosobněného Boha nebo vědce. Vědec obecně pravdu nemá, protože i ta je relativní. V článku uváděné na OTR stojí (říká se tomu "paradigma"), tak jaképak "opět vydržela".
Re: Re: Že by...
W X,2017-10-12 07:40:34
Takto jsem to nemyslel. Dnes je moderní snaha OTR pozměňovat a nahrazovat. Často nyní v médiích slýcháme "Máme nový objev! Bude to nová fyzika! OTR (potažmo Einstein) překonána! atd." A ono se ukazuje, i díky tomuto článku, že to nebude tak horké. OTR je asi stále to nejlepší, co máme.
Jsem si vědom toho, že úplné poznání světa je z principu nedosažitelné, ale z mého pohledu OTR představuje hluboký Einsteinův vhled do reality - on sám dohlédl tam, kam ještě nikdo před ním. Tak jak speciální teorii mohlo objevit tehdy mnoho vědců a Einstein ji "pouze zvedl z chodníku, protože ji uviděl první", OTR je pouze jeho dílem z jeho hlavy. Proto mám k němu úctu, byť jsem si vědom, že to není úplný, ani dokonalý popis světa a jsem rád, když se znovu objeví důkaz na jeho podporu (tento článek).
Podívejte se třeba na teorii strun: tisíce vědců, miliardy dolarů desítky let - a nic...
Ani bych se nedivil, kdyby se potvrdilo - s trochou nadsázky - že "bůh opravdu nehraje kostky". Jen si nechce nechat koukat pod ruce...
Re: Re: Re: Že by...
Libor Zak,2017-10-12 08:49:37
Tak OTR velmi dobře funguje ve velkých rozměrech a na velké vzdálenosti, ale proč se ji všichni snaží doplnit, nebo pozměnit je to, že na kvantové úrovni se ji pořádně nedaří začlenit. Účelem je vytvořit tzv. teorii všeho, tedy jednotnou fyziku, která vysvětlí jevy mikro i makroskopické. Zatím jsou dvě fyziky a všichni vědí, že to nestačí.
Re: Re: Re: Re: Že by...
W X,2017-10-12 09:09:48
Promiňte, ale o tom tu není řeč. To, že existují "dvě" dosud nesloučené fyziky makro a mikro je všeobecně známo. Snaha opravit a pozměnit OTR souvisí s temnou hmotou, energií a dnes již prokázanými gravitačními vlnami, i když i ty OTR předpovídá.
Mimochodem kvantová teorie je neslučitelná s OTR i proto, že úplně pomíjí gravitaci, jako všudy přítomnou, zdráhám se říci sílu, spíše všudy přítomné zakřivení prostoru hmotou.
Když už jsme narazili na "teorii všeho", domnívám se, že bude překvapivě jednoduchá. Příroda totiž (bůh, chcete-li) dělá vše vždy tím nejjednodužším způsobem, i když to někdy na první pohled tak nevypadá.
bckg. radiation
Bluke .,2017-10-11 11:50:28
žeby aktuálne zmerané a pozorované relikntné žiarenie ,boli galaxie prepájajúce riedke vlákna plynov a hmoty ?
Re: bckg. radiation
Vít Výmola,2017-10-11 15:51:50
Reliktní záření má teplotu 2.73K, zatímco horký mezigalaktický plyn víc než 10000K. Takže určitě ne.
Re: Re: bckg. radiation
Bluke .,2017-10-11 16:15:51
pri hustote 10 na -30 g/cm³ moze mat hmota v takom obrovskom objeme taku teplotu?
Re: Re: Re: bckg. radiation
Vít Výmola,2017-10-11 16:19:29
Teplota je energie částic. I jediná osamocená částice může mít vysokou teplotu, tedy vysokou energii.
Re: Re: Re: Re: bckg. radiation
Milan Krnic,2017-10-11 22:07:45
Úvahově jistě. "osamocená částice" - dokonalé vakuum je dokonalý izolant.
Re: Re: Re: Re: Re: bckg. radiation
Peter M1,2017-10-11 23:53:21
izolant, neizolat,
tá častica je tam šialene dlhý čas. V škole sme sa na fyzike učili, že excitované elektróny postupne padajú na nižie úrovne a kvantá energie vylučujú žiarením.
Nie som fyzik a toto je zhruba všetko čo o tom viem, ale predpokladám, že ten plyn je tam opravdu dosť dlho na to, aby už bol studený (ak ho teda niečo nezohrieva).
Re: Re: Re: Re: Re: Re: bckg. radiation
Tomáš Habala,2017-10-12 08:34:28
No ale akým fyzikálnym procesom by tú energiu stratil... Keď urýchlite niečo na Zemi, po čase sa to zastaví kvôli treniu. V medzigalaktickom priestore sa častica nezastaví, lebo do ničoho veľkého nenarazí.
Re: Re: Re: Re: bckg. radiation
Florian Stanislav,2017-10-12 01:14:38
Souhlasím, teplota je statistický jev a souvisí s kinetickou energii jedné molekuly. Energie je ve vakuu plno, je otázka jak se projevuje při kvantovém vzniku a zániku částice + antičástice.
https://cs.wikipedia.org/wiki/Teplota
Absolutní teplota je úměrná střední kinetické energii neuspořádaného posuvného pohybu ( jedné) molekuly jednoatomového (ideálního) plynu.
...
Teplota je pojem statistický, který je vhodný k popisu chování systémů s velkým počtem částic, pro který jsou lokální fluktuace zanedbatelné."
Částic je v mezigalaktické hmotě málo, ale vesmír je obrovský, takže statisticky lze vyjádřit rozložení do vláken, jak píše článek.
http://hp.ujf.cas.cz/~wagner/popclan/vakuum/vakuum.html
"Průměrná hustota látky v Galaxii je 10^6 atomů na m3, v mezigalaktickém prostoru je pak hustota o další řády nižší a dostává se až k hodnotám menším než jeden atom na m3...Co tedy obsahuje prostor (vakuum) někde v mezigalaktickém prostoru? Z toho, co již dobře známe, je to baryonová látka v hustotě okolo jednoho atomu vodíku na m3, reliktní fotony v hustotě miliardy fotonů na m3 a malá příměs fotonů vyzářených hvězdami. Ze známých částic by tam měla být ještě neutrina všech tří typů v celkové hustotě částic řádově stejné jako u fotonů. ..Hustota energie vakua je závislá na hustotě virtuálních částic a ta se s rozpínáním vesmíru pro časově neproměnné pole nemění. Naopak hustota látky klesá s rozpínáním úměrně třetí mocnině zvětšení lineárního rozměru. To znamená, že by měl klesat, a při rychlém rozpínání velice rychle, vliv látky ve srovnání s vlivem vakua. Proto je velice podivné, že hustota energie vakua je s hustotou energie obsažené v látce v dnešní době srovnatelná. "
http://hvezdy.astro.cz/slunce/740-atmosfera-slunce
"Chromosféra je střední oblast sluneční atmosféry. Její tloušťka je přibližně 10000 – 16000 km. V ní se v rozmezí několika tisíc kilometrů teplota zvyšuje ze 4300 K na milión kelvinů."
Podobně v řídké zemské termosféře ( asi do výšky 500 km) může být teplota až 1400 °C.
Re: Re: Re: Re: Re: bckg. radiation
Bluke .,2017-10-12 10:23:02
dakujem Stanislavovy.
Lajicky to chapem tak, ze nositelom veškerej i reliktnej energie v "prazdnom vesmire" sú fotony ,lebo je ich najviac v m3 v medzihviezdnom priestore ,a tiez neutrina. i ked maju nulovu hmotnost a "svetelnu" rychlosť vytvaraju vlastne efekt existenice hmoty v medzihvieznom priestore t.j i tam kde nieje pritomna ziadna hmota.?
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
