Veľký tresk nemusel byť začiatkom vesmíru, hovoria vedci. Toto tu bolo krátko ešte pred ním, tvrdia
Výskumníci priniesli model temnej hmoty, ktorý nám ukazuje niečo zvláštne, no mohol by nám pomôcť zodpovedať viacero otázok.
Temná hmota patrí k najväčším záhadám modernej vedy. Tvorí väčšinu hmoty vo vesmíre, no nereaguje s ničím, čo môžeme normálne pozorovať. Jediný dôkaz o jej existencii je jej gravitačná sila, ktorá ovplyvňuje ostatné pozorovateľné objekty vo vesmíre.
Výskumníci zároveň nemajú najmenšiu predstavu o tom, ako temná hmota vznikla a kedy približne v evolúcii vesmíru mohla vzniknúť. Výskumníci z University of Texas at Austin ale publikovali novú štúdiu, ktorá sa pokúša túto kozmickú záhadu objasniť.
“Počas rokov teoretickí fyzici prišli s niekoľkými rôznymi modelmi, ktoré nám ukazujú jeden z možných scenárov, ktorý mohol viesť ku vzniku záhadnej temnej hmoty. V rámci našej štúdie navrhujeme vyladenie veľkej skupiny týchto modelov,” vysvetľujú autori štúdie.
Vznik temnej hmoty
Ich práca naznačuje, že temná hmota nevznikla naraz, no tvorila sa postupne, cez drobné a nesmierne vzácne interakcie s časticami v horúcom a energetickom prostredí. Ich model zároveň naznačuje nový mechanizmus produkcie temnej hmoty, ktorý naznačuje niečo doteraz nevídané. Autori si myslia, že prvá produkcia temnej hmoty mohla začať tesne pred veľkým treskom. Podľa tejto hypotézy teda začala produkcia temnej hmoty oveľa skôr, než ostatné modely predpokladajú, ešte skôr, než je podľa názoru mnohých vôbec možné.
“Určite sa mnohí pýtajú, ako sa môže niečo stať pred veľkým treskom, momentom, ktorý podľa názoru mnohých je začiatkom vesmíru a všetkého, čo poznáme. V skutočnosti sa ale čoraz väčšie množstvo kozmológov zhoduje na tom, že vesmír skutočne začal moment pred veľkým treskom. Ide o časový úsek oveľa menší ako sekunda. V tomto bode sa vesmír nachádzal v stave, ktorý zatiaľ nedokážeme pomocou našich fyzikálnych zákonov popísať,” hovorí vedúca štúdie, Katherine Freese.
Tento nepostrehnuteľne krátky moment vesmír uviedol do stavu rapídnej expanzie a ďalší nepostrehnuteľne krátky moment na to nastal veľký tresk. Nový model naznačuje, že temná hmota dokázala vzniknúť už počas tejto expanzie, ešte pred samotným veľkým treskom.
“Náš model je jedinečný tým, že naznačuje formáciu temnej hmoty počas obdobia kozmickej inflácie,” vyjadrila sa Freese.
Väčšina modelov ukazuje, že čokoľvek, čo vznikne počas obdobia inflácie, sa postupom času nafúkne exponenciálnou expanziou vesmíru do bodu, kedy prakticky vo vesmíre nič neostáva. Nový model, ktorý vedci nazývajú WIFI (pozn. Warm Inflation via Freeze-In) nám ale ponúka iný pohľad na vznik temnej hmoty. Autori štúdie vysvetľujú, že keď kvantové pole poháňalo prvotnú infláciu vesmíru, vplyvom radiácie stratilo časť svojej energie. Táto radiácia zároveň môže vyprodukovať častice temnej hmoty cez mechanizmus, ktorý temnú hmotu prakticky “zmrazí”.
Neprehliadni
Pochopíme vďaka tomuto modelu evolúciu vesmíru?
Nový model WIFI výskumníkom neponúka len pohľad na vznik temnej hmoty. Autori štúdie zistili, že ho možno aplikovať v širšom spektre, napríklad by mohol vysvetliť produkciu ďalších častíc, ktoré mohli hrať dôležitú úlohu pri evolúcii mladého vesmíru.
Model WIFI znie zaujímavo, no samotní autori priznávajú, že momentálne neexistuje priamy spôsob, ako by mohli potvrdiť jeho platnosť. Už dnes sú ale v príprave budúce pozorovania, ktoré sa lepšie pozrú na takzvanú “teplú infláciu”. Výskumníci v nadchádzajúcich experimentoch otestujú kozmické mikrovlnné pozadie, pozostatok radiácie z čias veľkého tresku. Zároveň sa pozrú aj na niekoľko veľkých kozmických štruktúr.
Ak budúce pozorovania potvrdia že vesmír skutočne prešiel obdobím teplej inflácie, model WIFI bude stáť na pevnejších nohách a mohol by sa v budúcnosti stať dominantným modelom na vysvetlenie temnej hmoty. Nateraz ale temná hmota stále ostáva jednou z najväčších záhad vedy. Množstvo vedeckých tímov ale navrhuje experimenty, detektory a hypotézy, ktoré nás posúvajú bližšie k jej objaveniu. Niektoré predkladané hypotézy dokonca naznačujú, že temná hmota neexistuje.
Komentáre