Jedna z najväčších neobjasnených záhad vesmíru – čo je to vlastne tá tajomná Temná hmota a Temná energia?

Približne 80 percent celkovej hmoty nášho vesmíru tvorí materiál, ktorý doteraz nikto nepozoroval, nevidel a nepreskúmal. Je známy ako temná hmota a vyznačuje sa najmä tým, že nevyžaruje žiadne svetlo ani energiu. Prečo je však pre vedcov vlastne taká dôležitá a čo to vlastne je?

Vesmír plný záhad

Už prvé pozorovania susedných galaxií, ktoré prebehli v 50. rokoch minulého storočia naznačovali, že pozorovaný vesmír obsahoval výrazne viac hmoty, než boli vedci schopní pozorovať voľným okom. Od tohto momentu začali uvažovať nad teóriou, či pred nami vo vesmíre nie je niečo skryté. Zrodila sa tak myšlienka o existencii temnej hmoty, ktorú podporuje väčšina dnešných astronómov, a to aj napriek tomu, že o jej existencii doposiaľ nie je žiaden priamy dôkaz.

Vráťme sa ale späť k tomu, čo poznáme a vidíme. Všetka viditeľná a preskúmaná hmota vo vesmíre sa všeobecne označuje ako baryonická hmota a ako všetci vieme zo základnej školy, skladá sa z protónov, elektrónov a neutrónov. Temná hmota môže byť taktiež zložená z rovnakých stavebných kameňov, no je veľký predpoklad, že obsahuje aj nám neznámu – nebayorickú hmotu, ktorá by vypĺňala chýbajúcich 80% celkovej hmoty vesmíru a ktorá drží celý viditeľný vesmír pohromade.

Mnoho vedcov je presvedčených, že práve spomínaná neviditeľná nebayorická hmota je vlastne tou hľadanou temnou hmotou. Najväčšími kandidátmi na to, z čoho by sa mohla skladať, sú WIMPS (weakly interacting massive particles, v prekl. slabo interagujúce častice hmoty), ktoré síce majú 10-100 krát viac hmoty ako protóny, neinteragujú a nereagujú však so žiadnou známou „normálnou“ hmotou, a preto sa nám ich jednoducho nedarí žiadnym spôsobom zachytiť. Ďalšou možnosťou sú častice pomenované ako neutráliá (ktorých existencia však doteraz nebola dokázaná). Je tu však aj tretia možnosť – že zákony gravitácie, ktoré doteraz spoľahlivo vysvetľovali pohyby a interakcie hmoty vo vesmíre, sú chybné.

Dokazovanie neznámeho

Ak však temnú hmotu vedci nemôžu vidieť ani detegovať, ako vedia, že vôbec existuje?

Vedci dokážu vypočítať hmotu veľkých objektov vo vesmíre pozorovaním a meraním ich pohybu. Astronómovia, ktorí sa v 50. rokoch minulého storočia rozhodli pozorovať špirálovité galaxie predpokladali, že uvidia mohutnú a rýchlo sa pohybujúcu hmotu v ich centre a zároveň pomalšie sa pohybujúcu hmotu na ich okraji. Čo však videli ich prekvapilo. Namiesto predpokladaného scenára totiž pozorovali to, ako sa všetka hmota (mohutná v strede galaxie aj menšia a roztrieštená po okrajoch galaxie) pohybuje úplne rovnakou rýchlosťou. To indikovalo, že pozorovaná galaxia obsahuje oveľa viac hmoty, než bolo tej viditeľnej a ktorá tiež držala všetku túto viditeľnú hmotu pohromade. Ak by tam totiž žiadne neviditeľné „lepidlo“ nebolo, vedci vypočítali, že pri pozorovaných podmienkach a rýchlosti pohybu jednotlivých hviezd by sa celá galaxia jednoducho rozletela na všetky strany.

Temná hmota vs. Temná energia

Hmota však nie je to jediné, čo tvorí vesmír. Dôležitá je totiž tiež energia. A hoci temná hmota tvorí väčšinu hmoty nášho vesmíru, z hľadiska energie je väčšina vesmíru tvorená rovnako záhadnou a neznámou – temnou energiou.

Po Veľkom tresku sa začal vesmír rozpínať na všetky strany nepredstaviteľnou rýchlosťou, k čomu však bolo potrebné rovnako nepredstaviteľné množstvo energie. Vedci si pôvodne mysleli, že časom sa táto „energia na rozpínanie“ vyčerpá a rozpínanie sa začne postupne spomaľovať. Paradoxne je to však presne naopak. Pozorovaním supernov totiž vedci zistili, že vesmír sa v súčasnosti rozpína oveľa rýchlejšie ako v minulosti, čo značí, že rozpínanie sa neustále zrýchľuje. A to je možné iba za predpokladu, že vesmír obsahuje oveľa viac energie, než sme si vedomí – temnej energie.

Pozri aj: 7 neuveriteľných záhad vesmíru, ktoré si vedci dodnes nevedia vysvetliť

interez.sk (Erik Vlčák), space.com