Temná hmota: Porovnání verzí
Smazaný obsah Přidaný obsah
Bez shrnutí editace značka: editace z Vizuálního editoru |
m Editace uživatele 178.255.168.7 (diskuse) vráceny do předchozího stavu, jehož autorem je 37.188.187.167 značka: rychlé vrácení zpět |
||
Řádek 1:
[[Soubor:CL0024+17.jpg|náhled|vpravo|Přes snímek z [[Hubbleův vesmírný dalekohled|Hubblova kosmického dalekohledu]] byl vložen modrý obraz naměřeného prstencového rozložení temné hmoty kolem středu [[kupa galaxií|kupy galaxií]] CL0024+17.<ref>[http://www.astro.cz/clanek/2780 Hubble „viděl“ prstenec temné hmoty] - astro.cz odkazuje na Astrophysical Journal</ref>]]
[[Soubor:M33 rotation curve HI.gif|náhled|Rotační křivka typické spirální galaxie demonstrující rozdíl mezi gravitačním působení viditelné hmoty a pozorovanou křivkou rychlostí.]]
'''Temná hmota''' či '''skrytá hmota''' nebo též '''skrytá látka'''<ref name="Turner_2008">{{Citace elektronického periodika
| příjmení = Turner
| jméno = Michael
| titul = Skrytá látka a skrytá energie ve vesmíru
| periodikum = Vesmír
| odkaz na periodikum = Vesmír (časopis)
| rok vydání = 2008
| měsíc vydání = červenec
| den vydání = 10
| ročník = 87
| číslo = 2008/7
| strany = 444
| url = https://vesmir.cz/cz/casopis/archiv-casopisu/2008/cislo-7/skryta-latka-skryta-energie-ve-vesmiru.html
| issn = 1214-4029
}}</ref>je označení hypotetické formy [[hmota|hmoty]], jejíž existence by vysvětlovala nesrovnalosti mezi některými skutečně pozorovanými a vypočítanými hodnotami z modelů. O povaze chybějící hmoty existuje množství teorií, většina z nich se shoduje na faktu, že ji lze ve [[vesmír]]u pozorovat jen díky jejímu [[gravitace|gravitačnímu]] vlivu na okolní objekty tvořené běžnou „svítící“ hmotou, ale neemituje elektromagnetické záření. Odtud její označení jako temná hmota.
O ''chybějící hmotě'' referoval už v roce [[1932]] [[Jan Oort]] a roku [[1933]] švýcarsko-americký astronom [[Fritz Zwicky]], na základě nesrovnalosti při studiu rotací [[galaxie|galaxií]]. Na rozdíl od [[temná energie|temné energie]] není temná hmota rozložena v prostoru rovnoměrně. Díky přitažlivé gravitaci tvoří shluky podobně jako viditelná hmota, která je k těmto shlukům také přitahována. Některé novější výzkumy ukazují, že by temná hmota přece jen mohla mít vliv na elektromagnetické záření přítomné ve vesmíru – na [[Polarizace (elektrodynamika)|polarizaci]] [[Reliktní záření|mikrovlnného pozadí]].<ref>[http://physicsworld.com/cws/article/news/32769 Dark matter may not be so dark] {{Wayback|url=http://physicsworld.com/cws/article/news/32769 |date=20080511040345 }} - Server physicsworld.com informuje o závěrech Susan Gardnerové z Univerzity v Kentucky</ref>
Podle posledních měření (reliktního záření a dle teorie velkého třesku) je nyní ve [[vesmír]]u temné hmoty kolem 23 %, zatímco nám známá [[Baryon|baryonová hmota]], z níž je složena většina objektů, které můžeme přímo či nepřímo pozorovat, má tvořit jen 4,8 % (ovšem skutečně pozorované jsou ovšem jen zhruba 2/3 této baryonové hmoty).<ref>https://phys.org/news/2019-02-universe-mass.html - Where is the universe hiding its missing mass?</ref> Zbytek [[vesmír]]u – 73 %, tedy největší část – tvoří takzvaná [[temná energie]].<ref>[http://aldebaran.cz/bulletin/2004_40_par.html Klíčové parametry našeho vesmíru] - prof. Petr Kulhánek</ref> Předpokládá se ale, že v počátečních fázích vesmíru byl poměr zcela jiný.
[[Soubor:Universe content pie chart.jpg|náhled|vpravo|Grafické znázornění předpokládaného rozložení hmoty ve vesmíru v současné době a před 13,7 miliardami let.]]
== Baryonová a nebaryonová temná hmota ==
Předpokládá se, že malou částí temné hmoty může být i baryonová temná hmota (tzn. [[Elementární částice|částice]] s poločíselným [[spin]]em složené ze tří [[kvark]]ů). Tato hmota by měla vyzařovat nepatrné (nebo žádné) množství elektromagnetické energie. Do těchto objektů patří např. hnědí trpaslíci nebo masivní halo objekty (MACHO). Ale i plyn může tvořit podstatnou část hmoty galaxie.<ref>http://phys.org/news/2016-01-dark-noodles-lurk-milky.html - Dark 'noodles' may lurk in the Milky Way</ref> Větší množství baryonové hmoty by mohly skrývat [[filament (astronomie)|filamenty]] mezi galaxiemi.<ref>http://phys.org/news/2015-12-universe-mystery-ordinary.html - What is the universe made of? Shedding light on the mystery of missing ordinary matter</ref> Také bylo zjištěno, že přibližně polovina světla je absorbována prachovými částicemi.<ref>http://phys.org/news/2016-06-interstellar-energy-absorbed-particles.html - Researchers detect interstellar energy absorbed by dust particles</ref> Přesto se v [[mainstream]]ové teorii předpokládá, že drtivou většinu temné hmoty tvoří nebaryonová temná hmota, která není složena z atomů.
Kromě gravitačního působení, ovlivňujícího dynamiku galaxií, se dosud nepodařilo objevit jiné prokazatelné projevy nebaryonové temné hmoty,<ref>https://phys.org/news/2018-04-dark-interactive.html - Dark matter might not be interactive after all</ref> což znemožňuje přesnou identifikaci její podstaty. Z pozorovaných náznaků elektromagnetických projevů a naopak vyloučení takových projevů v určitých pásmech lze pak stanovit omezení na možné stavební částice nebaryonové temné hmoty. Byly pozorovány možné projevy anihilace temné hmoty v [[Rádiové vlny|radiových vlnách]], konkrétně v [[Mikrovlny|mikrovlnném pásmu]].<ref name="Fornengo_2011" /><ref name="Cartwright_2011a" /><ref name="Planck_2012" /><ref name="Mihulka_2012" /> Naopak pozorování elektromagnetického pozadí v pásmu [[záření gama]] neukázalo žádný příspěvek od temné hmoty (např. z anihilace jejích částic), tedy který by korespondoval s jejím rozložením,<ref>http://phys.org/news/2016-12-dark-gamma-ray-background.html - No trace of dark matter in gamma-ray background</ref> i když některá dřívější pozorování podobnou možnost naznačovala.<ref>University of California, Irvine: Gamma rays from galactic center could be evidence of dark matter. ''Phys.org'', 13. srpen 2012. [http://phys.org/news/2012-08-gamma-rays-galactic-center-evidence.html Dostupné online] (anglicky)</ref><ref>STACEY, Kevin: Detection of gamma rays from a newly discovered dwarf galaxy may point to dark matter. ''Phys.org'', 10. březen 2015. [http://phys.org/news/2015-03-gamma-rays-newly-dwarf-galaxy.html Dostupné online] (anglicky)</ref> Je to ve shodě s dřívějšími výsledky z pozorování Fermiho vesmírného teleskopu.<ref name="Geringer_2011" /><ref name="GS_Physorg" /><ref name="F-L_2011" /><ref name="Cartwright_2011" />
Nebaryonovou temnou hmotu rozdělujeme do tří uvažovaných skupin: horká temná hmota (HDM), chladná temná hmota (CDM) a teplá temná hmota (WDM), přičemž jsou možné i některé jejich kombinace.<ref>http://hp.ujf.cas.cz/~wagner/prednasky/temna/nebaryon/nebaryon.html Nebaryonová temná hmota</ref>
=== Horká temná hmota (HDM) ===
Má malou klidovou hmotnost a částice se pohybují ultrarelativisticky. Předpokládá se, že tento typ hmoty by mohla zprostředkovávat [[reliktní neutrina]]. Experimentální zjištění vylučují, že by temná hmota mohla být tvořena pouze známými druhy neutrin.<ref>WRIGHT, Edward L. Neutrinos as Dark Matter. University of California, Los Angeles, 1998. [http://www.astro.ucla.edu/~wright/neutrinos.html Dostupné online] (anglicky)</ref>
=== Teplá temná hmota (WDM) ===
U tohoto typu temné hmoty se částice pohybují relativisticky. Předpokládá se, že tento typ temné hmoty by mohl zprostředkovávat supersymetrický partner k částici [[graviton]] (předpovězen z teorie [[supergravitace]]).
=== Chladná temná hmota (CDM) ===
Má větší klidovou hmotnost a pohybuje se nerelativisticky. Tuto hmotu by měly zprostředkovávat dosud neobjevené slabě interagující hmotné částice (WIMP, z [[angličtina|angl.]] ''Weak Interacting Massive Particles'') jako lehčí supersymetrické částice ([[fotino]], [[neutralino]]) nebo [[axion]]y, případně silně interagující hmotné částice (SIMP, z [[angličtina|angl.]] ''Strong Interacting Massive Particles'') obdobné [[pion]]ům.<ref>http://phys.org/news/2015-07-dj-vu-theory-dark-well-known-particle.html - Déjà-vu, new theory says dark matter acts like well-known particle</ref> Existují i mnohem exotičtější návrhy, např. že by CDM byla tvořena "částicemi" MACHO (z [[angličtina|angl.]] ''MAssive Compact Halo Objects''), tedy prvotními [[černá díra|černými děrami]] vzniklými při [[velký třesk|velkém třesku]].<ref name="Hawkins_2011">{{Citace elektronického periodika
| příjmení = Hawkins
| jméno = Michael R. S.
| titul = The case for primordial black holes as dark matter
| periodikum = Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
| rok vydání = 2011
| měsíc vydání = srpen
| den vydání = 11
| ročník = 415
| typ ročníku = svazek
| číslo = 3
| datum přístupu = 2016-12-21
| strany = 2744–2757
| url = http://mnras.oxfordjournals.org/content/415/3/2744
| issn = 1365-2966
| doi = 10.1111/j.1365-2966.2011.18890.x
| arxiv = 1106.3875
| jazyk = anglicky
}}</ref>
=== Hmotnostní omezení ===
Je-li temná hmota tvořena slabě interagujícími hmotnými částicemi ([[WIMP (částice)|WIMP]]), pak podle současných představ vyplývá z astronomických pozorování trpasličích kulových galaxií, že by tyto částice neměly mít [[klidová hmotnost|klidovou hmotnost]] menší než 40 G[[elektronvolt|eV]]/[[rychlost světla|c]]<sup>2</sup>.<ref name="Geringer_2011">Alex Geringer-Sameth, Savvas M. Koushiappas: [http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1108/1108.2914v2.pdf Exclusion of canonical WIMPs by the joint analysis of Milky Way dwarfs with Fermi]. ''ArXiv'':1108.2914v2, 3. listopadu 2011 (anglicky)</ref><ref name="GS_Physorg">[http://www.physorg.com/news/2011-11-physicists-strongest-limit-mass-dark.html Physicists set strongest limit on mass of dark matter]. ''PhysOrg'', 23. listopadu 2011 (anglicky) — popularizační článek k předchozí referenci</ref>
Žádné projevy temné hmoty tvořené částicemi s nízkou hmotností nebyly zjištěny ani při vyhodnocení dalších experimentů s [[Fermi Gamma-ray Space Telescope|Fermiho vesmírným teleskopem záření gama]].<ref name="F-L_2011">Spolupráce Fermi-LAT: [http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1108/1108.3546v2.pdf Constraining dark matter models from a combined analysis of Milky Way satellites with the Fermi-LAT]. ''ArXiv'':1108.3546v2, 19. srpna 2011 (anglicky)</ref><ref name="Cartwright_2011">Jon Cartwright: [http://physicsworld.com/cws/article/news/48079 Latest Fermi studies find no trace of dark matter] {{Wayback|url=http://physicsworld.com/cws/article/news/48079 |date=20111210181526 }}. ''PhysicsWorld'', 8. prosince 2011 (anglicky) — popularizační článek k předchozí referenci</ref>
| |||