Tma, ktorú nevidíme: Môže byť temná hmota obyčajnou hmotou?
Temná hmota, ktorá tvorí 85 % hmoty vesmíru, môže byť obyčajnou hmotou – zvláštnymi hromadami kvarkov. Nová štúdia prináša nádej: kvarkové hrudy by mohli existovať vďaka supervedeniu a silným koreláciám. Hľadanie je ťažké, no vedci navrhujú metódy detekcie.
Astrofyzici už dlhé roky hľadajú odpoveď na otázku, čo tvorí takzvanú temnú hmotu – látku, ktorá podľa všetkého predstavuje až 85 percent hmoty vo vesmíre. Dlho sa predpokladalo, že ide o nejaké exotické častice alebo sily, ktoré nevieme detegovať. No nová štúdia prináša prekvapujúcu myšlienku: a čo keby temná hmota nebola vôbec taká mimoriadna? Možno by sme ju mohli nájsť v podobe obyčajnej hmoty, konkrétne v podobe zvláštnych hromád kvarkov.
Čo je to vlastne temná hmota?
Predstavte si vesmír ako obrovskú kolotočovú prechádzku. Vidíme hviezdy, planéty a galaxie – všetko to, čo tvorí „obyčajnú“ hmotu. No keďže sa galaxie správali čudne, vedci zistili, že musí existovať niečo navyše, čo ich drží pohromade. Toto „niečo navyše“ nazývame temnou hmotou. Neinteraguje so svetlom, a preto ju nevieme priamo pozorovať. Vieme o nej len vďaka jej gravitačnému pôsobeniu na viditeľnú hmotu.
Stará myšlienka, nový pohľad: Kvarkové hrudy
Myšlienka, že temná hmota by mohla byť zložená z obyčajnej hmoty, nie je nová. Už v roku 1984 ju navrhol teoretický fyzik Ed Witten. Jeho návrh spočíval v tom, že kvarky – základné častice tvoriace protóny a neutróny – by sa mohli spájať do väčších, stabilných hromád, ktoré by neinteragovali so svetlom. Tieto hrudy nazývame kvarkové hrudy alebo „stranglety“, ak obsahujú aj zvláštne kvarky.
Prečo sú kvarkové hrudy tak zaujímavé?
Kľúčom k stabilite týchto hromád je ich veľkosť a zloženie. Ak sú dostatočne veľké a obsahujú správny pomer kvarkov, stali by sa elektricky neutrálne, a teda neviditeľné pre svetlo. A čo viac, mohli by byť tak ťažké, že by sa správali ako temná hmota! Predstavte si hrudku s priemerom len niekoľko mikrometrov – vážila by tonu! Hrúdy s priemerom jeden centimeter by mali hmotnosť miliardy ton!
Prečo sme to doposiaľ nepozorovali?
Pôvodne sa táto myšlienka zdala sľubná, no potom ju premohli pochybnosti. Predpokladalo sa, že v skorých fázach vesmíru existovala takzvaná kvarkovo-gluónová plazma – „polievka“ z voľných kvarkov a gluónov. Fyzici si mysleli, že táto plazma prechádza do iného stavu, podobne ako voda mení skupenstvo na paru. Predpokladali sa bubliny s temnou hmotou, no neskôr sa ukázalo, že takýto prechod neprebehol.
Nové nádeje: Supervodivosť a silné korelácie
No teraz sa situácia mení! Vedci zistili, že kvarková hmota môže vykazovať zvláštny typ supervedenia – nie elektrického prúdu, ale „farebného“ prúdu (farba je vlastnosť kvarkov). Tento jav zvyšuje stabilitu kvarkových hromád a umožňuje im tvoriť sa aj bez prvotriedneho prechodu fáz. Okrem toho zistili, že v plazme môžu existovať silné korelácie, ktoré umožňujú vznik veľkých skupín kvarkov.
Ako ich môžeme nájsť?
Hľadanie kvarkových hromád je ťažké, pretože neinteragujú so svetlom. No vedci navrhujú niekoľko možností: ak by taký hrud narazil do planéty alebo hviezdy, zanechal by za sebou stopy – napríklad malé tunely. Ak by sa dostal k inej hviezde, mohol by ju premeniť na zvláštne kompaktné teleso.
Kľúčové poznatky:
- Temná hmota tvorí 85 percent hmoty vo vesmíre a jej povaha je stále záhadou.
- Teória kvarkových hromád, pôvodne navrhnutá Edom Wittenom v roku 1984, naznačuje, že temná hmota by mohla byť zložená z obyčajnej hmoty – konkrétne z kvarkov spojených do stabilných hromád.
- Nedávne objavy o supervedení a silných koreláciách v kvarkovej plazme obnovujú nádej na potvrdenie tejto teórie.
- Hľadanie kvarkových hromád je ťažké, no vedci navrhujú rôzne metódy, ako ich potenciálne detegovať.
Záverečné úvahy:
Myšlienka, že temná hmota by mohla byť obyčajnou hmotou v podobe kvarkových hromád, je fascinujúca a prináša nový pohľad na jedno z najväčších nevyriešených problémov modernej fyziky. Ak sa potvrdí, znamenalo by to revolúciu v našom chápaní vesmíru a ukázalo by to, že niekedy sú odpovede na naše otázky bližšie, než si myslíme. Možno sme temnú hmotu hľadali príliš ďaleko, keď sa nachádzala priamo pod nosom!
Zdroje
- Originálne video
- akadémia.oup.com
- Veda bez zbytočného žargónu | Sabine | Substack
- Správodaj – Sabine Hossenfelder
- Veda so Sabínou
- Sabine Hossenfelder
- amzn.to
Hodnotenie článku:
Tma, ktorú nevidíme: Môže byť temná hmota obyčajnou hmotou?
Osoby v článku
Približne 140 gCO₂ bolo uvoľnených do atmosféry a na chladenie sa spotrebovalo 0.70 l vody za účelom vygenerovania tohoto článku.
Komentáre ()