„Magnetická“ temná hmota může urychlovat expanzi vesmíru

Expanze vesmíru se zrychluje, ale nejsme si jisti proč. Současné nejlepší modely dávají hybné síle zástupný název „temná energie“ – ale ta možná ani neexistuje. Nová studie zjistila, že pokud by temná hmota měla nějaké neobvyklé magnetické vlastnosti, mohlo by to vysvětlit pozorovanou expanzi.

Nejčastěji přijímaný model kosmologie rozděluje obsah vesmíru do tří hlavních částí. Normální hmota, kterou každý den vidíme, dotýkáme se a interagujeme s ní, tvoří jen asi pět procent všeho – zbytek je vázán na dvě vesmírná tajemství.

Největší kus připadá na zmíněnou temnou energii, která podle výpočtů tvoří 68 procent vesmíru. Zdá se, že tato síla odtlačuje všechno od všeho ostatního stále větší rychlostí.

A pak je tu temná hmota, o které se předpokládá, že tvoří zbývajících 27 procent vesmíru. To je ta podivná hmota, která, jak se zdá, drží galaxie a kupy pohromadě svým silným gravitačním vlivem, ale neinteraguje se světlem, takže to není možné pozorovat jinak.

Svým způsobem jsou to oba zástupné koncepty, které zalepují velké díry v našem chápání kosmologie – ale co kdybychom potřebovali jen jeden konektor místo dvou? V nové studii vědci z univerzity v Kodani zkoumali, zda by za to mohla sama temná hmota, pokud by byla trochu podivnější, než se zdá.

„O temné hmotě toho moc nevíme, kromě toho, že je to těžká a pomalá částice,“ říká Steen Harle Hansen, hlavní autor studie. „Ale pak nás napadlo – co když má temná hmota nějakou kvalitu, která je analogická magnetismu? Víme, že když se normální částice pohybují, vytvářejí magnetismus. A magnety přitahují nebo odpuzují jiné magnety – tak co když se to ve vesmíru děje? Že k této neustálé expanzi temné hmoty dochází díky nějaké magnetické síle?

Tým vyvinul nový model, který zahrnoval známé poznatky vesmíru, jako je gravitace a rychlost expanze, ale ignoroval „kosmologickou konstantu“, která řídí zrychlení této expanze. Místo toho dodali částicím temné hmoty extra sílu, která je úměrná jejich rychlosti na druhou, čímž se podobají magnetismu.

Zajímavé je, že v tomto novém modelu se simulovaný vesmír rozpínal přesně stejným způsobem, jakým byl pozorován ten skutečný. Odpuzující síla podobná magnetismu temné hmoty stačila k urychlení expanze vesmíru, což naznačuje, že něco podobného by se mohlo odehrávat i ve skutečnosti.

Tato studie samozřejmě sama o sobě nevyvrací existenci temné energie, ani to, že temná hmota je v žádném případě magnetická. Ale je to zajímavý nápad, který vyžaduje další zkoumání pomocí podrobnějších modelů.

„Upřímně řečeno, náš objev může být jen náhoda,“ říká Hansen. „Ale pokud ne, je to opravdu neuvěřitelné.“ Změnilo by to naše chápání složení vesmíru a toho, proč se rozpíná. Pokud jde o naše současné znalosti, naše představy o temné hmotě s typem magnetické síly a představa o temné energii jsou stejně divoké. Teprve podrobnější pozorování určí, který z těchto modelů je realističtější. Takže bude neuvěřitelně vzrušující znovu otestovat náš výsledek.“

Toto není první alternativa temné energie, která byla navržena. Možná jsou účinky temné hmoty i temné energie vytvářeny „temnou tekutinou“ s negativní hmotou, která vyplňuje vesmír? Možná pěnová struktura vesmíru způsobuje, že se vesmír rozpíná různou rychlostí na různých místech, což vytváří celkový efekt zrychlení? Nebo možná měl Einstein celou dobu pravdu – opět – se svou kosmologickou konstantou.

Ať už to bude jakkoli, temná energie bude nepochybně i nadále inspirovat a intrikovat fyziky.

Výzkum byl zveřejněn v Astrophysical Journal.

Zdroj: Univerzita v Kodani