Nedávný výzkum naznačuje, že temná hmota, nejrozšířenější neviditelná látka ve vesmíru, se může srazit s neutriny – subatomárními částicemi tak nepolapitelnými, že jen zřídka s čímkoli interagují. Tato neočekávaná interakce, pokud se potvrdí, by mohla vyřešit klíčový rozpor v našem chápání struktury vesmíru a potenciálně způsobit revoluci v kosmologii i fyzice částic.
Chybějící části vesmíru: temná hmota a neutrina
Temná hmota tvoří 85 % veškeré hmoty ve vesmíru, má gravitační vliv, ale zůstává neviditelná pro přímé pozorování. Jeho existence je odvozena z jeho vlivu na galaxie a rozsáhlé struktury.
Neutrina, nazývaná “částice duchů” kvůli jejich hmotnosti blízké nule a slabým interakcím, prostupují vesmírem v ohromujícím počtu. Přibližně 100 miliard projde každým čtverečním centimetrem vašeho těla každou sekundu. Navzdory jejich hojnosti interagují tak zřídka, že jejich odhalení je velkou experimentální výzvou.
Střet teorií: Standardní model pod tlakem
Převládající kosmologický model, známý jako lambda-CDM, předpovídá minimální interakci mezi temnou hmotou a neutriny. Pozorování však ukazují, že vesmír je méně hrudkovitý, než předpovídá tento model, což znamená, že galaxie a velké struktury jsou rozmístěny řidčeji, než se očekávalo. Tato nesrovnalost, nazývaná „napětí S8“, mátla kosmology po mnoho let.
Nová studie publikovaná v Nature Astronomy poskytuje důkaz, že srážky mezi temnou hmotou a neutriny mohou být chybějícím článkem. Pokud tyto částice přenášejí hybnost během interakcí, mohlo by to vysvětlit pozorovaný nedostatek shlukování, aniž by se vyvrátil celý kosmologický rámec.
Jak byla studie provedena
Výzkumníci spojili data z několika zdrojů:
- Cosmic Microwave Background (CMB): Dosvit velkého třesku, jak byl pozorován kosmologickým dalekohledem Atacama a satelitem Planck.
- Baryonic Acoustic Oscillations (BAO): „Zmrzlé“ zvukové vlny z raného vesmíru.
- Struktura ve velkém měřítku: Zobrazuje se prostřednictvím průzkumů galaxií, jako je Sloan Digital Sky Survey.
- Kosmické zkreslení: Zkreslení vzdáleného světla způsobené gravitační čočkou, měřeno průzkumem Dark Energy Survey.
Simulací vesmíru sa bez interakcí mezi temnou hmotou a neutriny tým zjistil, že srážky lépe odpovídají skutečným pozorováním.
Význam a upozornění
Výsledky mají statistickou významnost 3 sigma, což znamená, že existuje 0,3% šance na získání tohoto výsledku náhodou. I když je to pod zlatým standardem 5-sigma, stačí to k ospravedlnění dalšího výzkumu.
„Toto napětí neznamená, že standardní model kosmologie je špatný, ale může naznačovat, že je neúplný,“ říká spoluautorka studie Eleanor Di Valentino.
Pokud se tato interakce potvrdí, bude to zásadní průlom v našem chápání vesmíru. Mohlo by to nejen vyřešit problém „hrudkovitosti“, ale také otevřít nové cesty ke studiu povahy temné hmoty a základních sil, které řídí vesmír.
