Pátek 18. září 2020, svátek má Kryštof
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Pátek 18. září 2020 Kryštof

Fyzikové doufají, že našli polovinu chybějící „běžné“ hmoty ve vesmíru

Kosmologům se zatím nepodařilo zcela přesvědčivě ukázat, kde přesně se nachází polovina z celkového množství „běžné“ (tzv. baryonové) hmoty ve vesmíru. V posledních týdnech se objevily dva výsledky týmů, které si myslí, že by to mohly změnit.

Pohled do vzdáleného vesmíru pořízený Hubbleovým teleskopem ukazuje celé „zoo“ galaxií různých velikostí. Ale velká část, zřejmě většina hmoty, která se v daném místě oblohy nachází, na snímku není vůbec vidět. | foto: NASA

Kosmologové jsou přesvědčeni, že poměrně dobře ví, z čeho se skládá náš vesmír. zhruba 70 „temná energie“, 23 procent temná hmota a zhruba 4,6 procenta pak tzv. baryonová hmota, tedy „běžná“ hmota, jakou známe z naší každodenní zkušenosti.

Ale přesně najít jednotlivé „díly“ vesmíru je podstatně větší problém, to se nám zatím příliš nedaří. Nemáme žádné jasné důkazy o tom, co by mohla být „temná energie“. O temné hmotě víme mnohem lépe, které částice ji netvoří, než to, které ano, a dokonce i všední, baryonové hmoty nám notný kus chybí. Hvězdy a galaxie tvoří jen zhruba deset procent z předpokládaného množství baryonové hmoty, a i když započteme další pozorované „zásoby“ baryonové hmoty (např. mezigalaktický plyn), tak pořád víme jen přibližně o polovině běžných atomů. Kdyby kosmologie byla účetnictví, skončila by inventura nejspíše trestním obviněním.

Astronomové již desetiletí předpokládají, že velká část chybějící běžné hmoty leží v těžko pozorovatelných vláknech spojujících jednotlivé galaxie. Baryonová hmota je totiž podle našich pozorování rozložená ve vesmíru do podoby jakési trojrozměrné „pavučiny“: velká část prostoru je skutečně téměř dokonale prázdná, prázdnotou se ovšem táhnou téměř neviditelná řídká hmotná vlákna, na kterých jsou nepravidelně rozvěšené větší shluky hmoty, jejichž rozložení zřejmě odpovídá extrémně malým nepravidelnostem v téměř dokonale rovnoměrném rozložení hmoty v raném vesmíru. (Ano, to, že vesmír není jen zcela uniformě rozmíchaná mrtvá polévka, je podle současných teorií pouze důsledek drobných chyb z výroby.) 

Ukázka výsledku jedné počítačové simulace rozložení hmoty ve vesmíru. Zhruba...

Ukázka výsledku jedné počítačové simulace rozložení hmoty ve vesmíru. Zhruba takto má podle současných představ vypadat „síť“, kterou z velké části tvoří extrémně řídká hmota s občasnými „uzlíky“ galaxií.

Větší „shluky“ v podobě galaxií můžeme pozorovat poměrně snadno běžným okem, „řídká“ vlákna již hůře. Situace se v posledních několika desetiletích postupně mění a různým teleskopům (např. Hubbleovu teleskopu) se postupně podařilo část této hmoty zaznamenat. Ale týká se to především té extrémně horké, či naopak spíše studené. Podle fyzikálních modelů by velká část chybějící hmoty měla mít teploty, při kterých se zatím používanými metodami pozoruje jen těžko konkrétně někde mezi 105 a 107 Kelvinů - pro jednoduchost tedy můžeme říct někde kolem milionu stupňů.

Ale i do této poslední fyzikální skrýše viditelné hmoty konečně můžeme v posledních letech nahlédnout. V roce 2010 se podařilo rentgenové observatoři Chandra zachytit velkou oblast mezigalaktického plynu ve vzdálenosti zhruba 400 milionů světelných let od Země (PDF zdarma na arXiv.org) a ukázat tak názorně, že by taková hmota měla existovat. Ale tato a několik dalších pozorování nejsou úplně průkazná a astronomové by rádi získali jasnější potvrzení přítomnost „pohřešované“ hmoty v prostoru mezi galaxiemi.

Během letošního září pak hned dva týmy přišly s výsledky jiného způsobu odhalování chybějící hmoty. Využili signálu, který je na pozadí celého vesmíru, tzv. reliktního záření. To putuje vesmírem od chvil krátce od jeho vzniku, kdy byl podstatně menší a měl mnohem větší teplotu než dnes, a přichází k nám tedy v podstatě rovnoměrně ze všech stran (rozdíly jsou skutečně minimální). Reliktní záření bylo objeveno v 60. letech, a od té doby se nám z něj a o něm podařilo získat velmi zajímavé údaje, které velmi výrazně přispěly k tomu, že kosmologie přestala být jen spekulativní disciplínou.

Takto vypadá mapa rané fáze vývoje vesmíru, jak se ji podařilo sestavit na...

Takto vypadá mapa rané fáze vývoje vesmíru, jak se ji podařilo sestavit na základě pozorování sondy Planck.

V tomto případě využili astronomové z obou zmíněných týmů (jednoho skotského, druhého podstatně mezinárodnějšího) velmi mírného posunu vlnové délky reliktního mikrovlnného záření na oblacích mezihvězdné hmoty. Jde o extrémně malý efekt, který se jen těžko měří, a tak týmy musely sbírat údaje poměrně dlouhou a pečlivě do sebe „složit“ stovky tisíc výsledků měření různých míst na obloze, kde by se „vlákna“ z horkého plynu měla nacházet. V takto velkém vzorku by se měl rozlišit šum od skutečných stop přítomnosti řídkých mezigalaktických vláken.

Podle obou výsledků „vlákna“ obsahují zhruba šestkrát více hmoty než je vesmírný průměr a mohla by obsahovat zhruba 30 procent chybějící běžné hmoty, samozřejmě plus mínus několik procent (zde v PDF práce skotského týmu, zde jsou výsledky jejich „konkurentů“, také v PDF).

Ale na úplnou oslavu je přece jen ještě asi brzy. Pozorování není dokonale přesné, takže se autoři neobešli při výpočtu bez některých ne zcela podložených předpokladů, jako například, že všechna hmota „vlákna“ leží na nejkratší spojnici pozorovaných galaxií atp. V jejich odhadu se tedy stále dají slabiny, které ho činí méně spolehlivým. Ještě lepší výsledek by snad mohly poskytnout nové, vylepšené rentgenové vesmírné teleskopy, které budou moci jinak téměř neviditelnou horkou baryonovou hmotu pozorovat (evropská Athena). Minimálně do té doby nemůžeme ani tu nejvšednější část kosmické inventury považovat za uzavřenou.

Autor:

Dny NATO 2020

Dny NATO 2020 se konají v plánovaném termínu 19. - 20. 9.. Pro návštěvníky bude areál uzavřen, ale iDNES.cz nabídne více než osm hodin unikátního přímého přenosu plného dynamických ukázek pozemní a letecké techniky.

  • Nejčtenější

Vyzkoušeli jsme eRoušku 2. Podívejte se, jak může pomoci i vám

Největší nadějí na zpomalení šíření covidu-19, která navíc nikomu nezkomplikuje život, je malá aplikace pro chytré...

Microsoft vytáhl servery z oceánu, jejich nízká poruchovost překvapila

Z mořského dna u skotského souostroví Orkneje námořníci vylovili datacentrum společnost Microsoft. Za více než dva roky...

Nová data ukázala alarmující poměr pozitivních testů. Už je nad 20 %

Epidemie koronaviru se v Česku vymyká kontrole. Napovídá tomu ukazatel, který měří poměr pozitivních testů oproti všem...

Jako vejce vejci. Nové bojové letouny F-16 budou pro všechny stejné

Americká zbrojovka Lockheed Martin změní po dohodě s představiteli amerického letectva způsob, jakým bude na...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Jak hraje 45 let stará a jak úplně nově vyrobená kazeta? Poslechněte si

Jedné je pětačtyřicet let, byla mnohokrát nahrána i přehrána, továrna, kde vznikla, dávno neexistuje. Druhá je nově...

V Česku jsou houbařské žně. Podívejte se, kde rostou nejvíc

Premium Když zaprší a pak se oteplí, přijdou houby, shodují se mykologové. A opravdu přišly. Nejvíc je hřibů smrkových. Velké...

Když ne jeho, tak aspoň jeho dítě! Psycholog Šmolka nejen o zoufalých milenkách

Premium Ve třiceti už se neprovdáš. Věta, kterou kdysi běžně slýchaly dívky nad třicet let, považované už za staré panny. Dnes...

Nemá smysl sportovce zavírat do karantény, říká fyzioterapeut Kolář

Premium Fyzioterapeut a léčitel slavných sportovců Pavel Kolář míní, že opatření proti viru jsou nekoncepční a budou mít dopady...

  • Další z rubriky

INTERAKTIVNĚ: Roušky nestačí. Ověřte si riziko nákazy ve 243 situacích

Exkluzivně Dva metry od sebe. Nasadit roušky. To jsou obecně užitečné rady, ale dávají lidem neúplnou představu to tom, kde jim...

Zemřel Luboš Perek, astronom, který z Čech prorazil do světa

Ve věku 101 let zemřel významný český astronom Luboš Perek. Uvedla to Česká televize. Zasloužil se o stavbu dodnes...

Sinice v brnění by mohly zbavit vodu jedů, s nimiž si čističky neporadí

Vědci předvedli, že polovodičovým obalem zakryté sinice mohou představovat účinný a snad i levný způsob, jak vodu...

Z premianta propadlík. Virus se v Česku šíří rychleji než u sousedů

Česko má v tuto chvíli nejhorší koronavirové statistiky ve střední Evropě. Infekce se zde šíří rychleji než u našich...

Microsoft vytáhl servery z oceánu, jejich nízká poruchovost překvapila

Z mořského dna u skotského souostroví Orkneje námořníci vylovili datacentrum společnost Microsoft. Za více než dva roky...

Benešová: Nečekala jsem, že synova svatba bude tak emocionálně náročná

Závěr prázdnin byl pro Lucii Benešovou ve znamení svatebních příprav. K oltáři dovedla svého nejstaršího syna Luciána,...

Jeho prsty byly najednou ve mně, obvinila fotografa ze zneužití Ratajkowski

Emily Ratajkowski (29) zveřejnila obsáhlou esej, ve které obvinila fotografa Jonathana Ledera ze sexuálního zneužití....

Porno je reklama na fitness, říká jeden z nejstarších českých pornoherců

Je obsazovaný do pornoscén z kategorie „old and young“. Není divu, s natáčením začal před svou padesátkou a točí už...

Nová data ukázala alarmující poměr pozitivních testů. Už je nad 20 %

Epidemie koronaviru se v Česku vymyká kontrole. Napovídá tomu ukazatel, který měří poměr pozitivních testů oproti všem...