Existuje stínový vesmír?

Foto wallpaper

Cosi ukrytého je ve stínech. Druh hmoty, kterou nemůžeme vidět, ani se jí dotknout. Je všude okolo nás a vědci se shodují, že formovala náš vesmír.  Ale nemají tušení, co to je nebo jakou má podobu. Mohla by tato tajemná hmota tvořit své hvězdy, planety a  možná snad i formy života? A mohl by tento temný kosmos jednou rozdrtit ten náš?

Astronomové jsou přesvědčeni, že nesmírný kosmický oceán neviditelné hmoty stahuje hvězdy mimo jejich očekávané kurzy. Objevení pravé podstaty této neznámé hmoty se stává nejnaléhavější otázkou kosmologie. Možná i celé fyziky.

Základ je zjistit, co je temná hmota.

Existují dva typy částic. Částice hmoty – vše, co má ve vesmíru hmotnost. A částice základních sil – přenášející pouze energii. Tyto dva typy se otáčí rozdílným tempem. Částice hmoty mají oproti částicím sil poloviční rychlost. Ale někteří fyzici si myslí, že všechny částice sil i hmoty mohou mít skryté protějšky, co se otáčejí rozdílně. Připustíme-li, že mají všichni nositelé sil spin jedna, a všechny částice hmoty mají spin poloviční, je přirozené se zeptat: Co kdybych je přehodil? Co kdybych vyrobil všechny nositele síly s polovičním spinem? Tyto rozdílně se otáčející verze silových částic by vlastně byly hmotou. Foton by měl hmotnou verzi, částice síly by měly hmotnou částici. Hodně těch částic mohl vyrobit Velký třesk. Poflakovaly by se vesmírem, nedělaly nic jiného. To je v podstatě popis temné hmoty, takto se chová temná hmota.

Zase to neutrino

Pro lidi, kteří věří v nadpřirozeno, jsou duchové důkazem o rozsáhlém spirituálním světě mimo naše vnímání. Před několika desítkami let objevili fyzici částice, co vypadaly jako duchové. Procházely pevnou hmotou. Nazvali je neutrina.  A právě neutrina by mohla být klíčem k odhalení  rozsáhlého světa přízračných částic, co tvoří stínový vesmír. V Brazílii narozený fyzik Andre de Gouvea strávil většinu své kariéry studiem neutrin. Neutrina se hodně podobají temné hmotě. V tom smyslu,že působí velice slabě. Teď se po létech studování neutrin ukazuje s jistotou, že pouze neutrina netvoří celou temnou hmotou. Protože jsou příliš lehká. Kosmologové vypočítali, kolik temné hmoty musí být ve vesmíru, a jsou si jistí, že neutrina tvoří jen malé procento temné hmoty.

Spin částic, umělecká představa
Spin částic, umělecká představa

Ale na neutrinech je něco zvláštního. Způsob jejich otáčení. Andre přemýšlí, jestli tohle znamená, že neutrino má skrytého kosmického tanečního partnera. Partnera, který může zdůvodnit chybějící hmotnost temné hmoty. Všechny částice mají vnitřní vlastnost – spin. Pro částice hmoty, jak víme, jsou dva typy spinů. Hovoříme u těchto typů o preferenci otáčení. O některých částicích se mluví jako o levotočivých, další částice jsou zmiňovány jako pravotočivé.  Vědci se domnívají, že Velký třesk naplnil raný vesmír stejným počtem levotočivých i pravotočivých částic. Všechny tančily odděleně a neměly hmotnost. Ale pak o zlomek sekundy později vyrazil do akce Higgsův boson. Propojil levoruké a pravoruké částice a tím dal páru hmotnost.  Když se Higgsův boson dostaví, umožní částicím spolu „mluvit“. Udělá z nich pár. Když spolu začaly mluvit, stala se z nich jediná částice s hmotností. Takto získaly částice, jako jsou elektrony a kvarky, svou hmotnost. Ale neutrina nevypadají jako ty ostatní částice. Až dosud bylo každé detekované neutrino levoruké. Tančí sambu samo. Jak tedy získá neutrino hmotnost?

Víme, že neutrina mají hmotnost, naznačuje nám to, že neutrina musí mít svého pravorukého partnera. Kdesi mimo dosah našich detektorů by měla být pravotočivá neutrina, která jsou v páru s levotočivými neutriny a dávají jim hmotnost. Mohla by být tato neobjevená částice temnou hmotou? Zatím můžeme jen říct, že jde o hypotetické částice. Ale je možné, že toto pravotočivé neutrino je temná hmota. Velice slabě ovlivňují. Mnohem méně než obvyklá neutrina. Takového typu je i temná hmota. Ovlivňuje tak velice slabě, že jsme ji zatím ani neviděli. Vytvořena byla na počátku vesmíru a zůstává na místě.

Pravotočivá neutrina jsou nepolapitelná pro detektory temné hmoty současných podzemních hledání. Ovšem Andre věří, že by snad mohl být i jiný způsob, jak ji najít. Hledáním nahoře. Pravotočivá neutrina nejsou zcela stabilní. Stejně jako radioaktivní prvky se někdy rozpadnou. Když se tak děje, vytvoří záblesky rentgenového záření. Velice důležitým rysem pravotočivých neutrin je jejich proměna na rentgenové paprsky. Jedna možnost, jak hledat pravotočivá neutrina a temnou hmotu, je sledovat oblasti na nebi, kde galaxie vyzařují rentgenové paprsky. Současné pozorovánívzdálených galaxií skutečně zjistilo podivné anomálie ve vyzařování rentgenových paprsků. Tyto anomálie by mohly naznačit hranici mezi světy světla a stínů.

Co se odehrává v těchto temnotách? Někteří astronomové věří, že našli důkazy o složitém stínovém vesmíru,…… kde se přízračné látky spojují všude okolo nás. A dokonce uvnitř nás.

Možná je stínový vesmír tvořen mnohem složitějším materiálem

See Explanation.  Clicking on the picture will download the highest resolution version available.
Zobrazení výsledků měření Kupy střela. Na fotografii kupy galaxií ve viditelném spektru je fialovou barvou zobrazeno rozložení horkého plynu získané rentgenovskou sondou Chandra a modrou polohu maxima intenzity gravitačního pole získané ze slabého čočkování. (Zdroj NASA).

Astrofyzik Will Dawson je jeden z těch šťastných vědců, kteří viděli výmluvné otisky prstů temné hmoty. Účinky její gravitace. Jeden z hlavních úkolů, před kterým stojíme – jak přesně změříte, kde je temná hmota, jestliže ji nevidíme? Nevyzařuje světlo. Používáme techniku nazvanou gravitační čočkování. Zakřivení světla v blízkosti hmoty umožní astronomům jako je Will nalézt místa ohromných kosmických mračen temné hmoty. Hledají zdvojené snímky vzdálených galaxií, kde se světlo okolo nějaké strany mračen ohýbá. Dvě konkrétní mračna temné hmoty Willa zaujala. Mračna byla součástí kupy galaxií ve tvaru střely. Srazily se dvě galaktické kupy pár miliard světelných let od Země. Každá kupa galaxií je sestavená ze stovek nebo tisíců galaxií. Když se tato dvojicekosmických gigantů srazila, prolétaly galaxie jedna okolo druhé, protože je od sebe dělily miliony světelných let. Ale difuzní mračna plynů vodíku a hélia galaxie obklopila a jednu do druhé zahalily.Elektromagnetická síla způsobila, že jejich atomy vybuchly v infernu do podoby střely. Ale mračna temné hmotynevyvedlo nic z toho z míry. Plula si jedno přes druhé dál. Temné hmoty nepociťovaly mocnou elektromagnetickou sílu, co ovládá běžnou hmotu. Pouze neskutečně slabou sílu gravitace. Will uvažoval, proč je taková ohromná porce našeho vesmíru tak netečná k tomu, co se děje okolo ní.

http://images.sciencedaily.com/2012/01/120110114438-large.jpg
Další kupy galaxií po srážce. Tentokrát jde o kupu DLSCL J0916.2+2951, která dostala název Perryho kupa nebo také Kupa kulka z muškety. Opět červeně je vyznačena poloha horkého plynu a modrou maxima intenzity gravitačního pole. (Zdroj NASA).

Skupina pozoruje i další srážky galaktických kup. Chtějí zahlédnout, jestli temná hmota přes sebe vždy projde a zůstane seřazená se svou původní galaxií. Takže se snaží změřit, jestli se galaxie překrývají temnou hmotou. Pokud překryv uvidíme, bude to jasný důkaz, že se temná hmota navzájem ovlivňuje. Jedna kupa galaxií stála za pozornost. Podobala se kupě Střely, ale byla starší a pomalejší. Pojmenovaná byla kupa Mušketové kulky. Kupa Mušketové kulky je ve vývoji splynutí dále. V kupě Střely téměř vidíte, jak dvě kupy procházejí jedna přes druhou. Zatímco kupa Mušketové střely měla více času se oddělit.  I zde se většina temné hmoty jen navzájem mine. Ale když se díváte pozorně, některá temná hmota zareaguje a může trochu zpomalit vzhledem k tomu ostatnímu.Když se temná hmota střetla s temnou hmotou kupy Mušketové kulky, Willův tým zjistil, že i nějaké další síly kromě gravitace vstupují do hry. Pokud dokážou najít další příklady, které tento nápad podpoří možná tím zaklepou na dveře stínového vesmíru. Pokud uvidíme stejný druh překryvu v dalších sloučených kupách, jako tomu bylo v kupě Mušketové kulky, poskytne to jasný důkaz, že temná hmota reaguje během slučování sama se sebou. V temné hmotě pak existuje nějaká nová skupina sil.

Temná hmota na Zemi

Pokud temná hmota působí sama se sebou, mohla by se přetvářet na pevné objekty? Třeba paralelní verze hvězd, planet a vesmíru, jak to známe? Co když tam ty objekty jsou a vznášejí se v temnotě na kolizním kurzu s naší planetou?

Když se díváte na svůj odraz, vidíte sami sebe, ale není to úplně to samé. Nos vypadá posunutý. Oči se zdají nevyrovnané. Někteří vědci se domnívají, že Velký třesk vytvořil částice v zrcadlově převrácených párech. Ale tyto odrazy se natolik zdeformovaly, že se dají stěží rozpoznat. Tyto zrcadlené částice mohou být temnou hmotou. Co by se stalo, pokud se vy a váš odraz dotknete? Robert Foot z univerzity v Melbourne si myslí, že temná hmota se již na náš svět přiřítila. Myslí si, že jsme již mohli zažít výbuch temné hmoty letící pozemskou atmosférou. A ohromné kusy temné hmoty mohou být zavaleny pod povrchem planety. Robertovo tušení se zakládá na myšlence, že vesmír je podle všeho symetrický.

když levotočivé a pravotočivé částice reagují se základními přírodními silami pocítí sílu elektromagnetismu, zareagují stejně. Totéž platí pro silnou sílu,která váže dohromady jádra atomů. Bez ohledu na směr otáčení by měly být částice ovlivněny stejně. Ale existuje jedna síla, která se neřídí pravidlem o pravé či levé symetrii. Slabá síla, která způsobuje radioaktivní rozpad. Levospinové částice slabé síly reagují s hmotou standardně, ovšem pravospinové prostě proletí zkrz. Robert si myslí, že tato anomálie by mohla být naprosto klíčová pro porozumění temné hmotě.

Kvůli obnovení symetrie ve vesmíru se potřebujeme podívat pořádně do zrcadla.  Aby byl vesmír skutečně symetrický, Robert a jeho kolegové se domnívají, že musí existovat zrcadlový odraz slabé síly. A ta musí působit na zrcadlový odraz částic, zvaných zrcadlová hmota. Každá částice má své dvojče. Jako se běžné částice párují s levotočivými spiny, zrcadlové částice se budou párovat s pravotočivými spiny. Částice zrcadlové hmoty mohou být stabilní a pro nás úplně neviditelné. Tak jako temná hmota. Pokud tedy existují, Robert a jeho kolegové si myslí, že toto by mohla být temná hmota. Ale jejich existence by mohla mít mnohem větší důsledky. Mohlo by to znamenat,že v našem vesmíru je všechno zrcadlené do sféry, kterou nemůžeme vidět. V zásadě můžeme mít zrcadlené seskupení hvězd, zrcadlené supernovy. V podstatě všechno, co se děje s běžnou hmotou, se může odehrávat i se zrcadlenou hmotou. Zrcadlené planety, hvězdy a galaxie mohou zabírat stejný prostor, jaký má v našem vesmíru normální hmota. Ale tyto zrcadlené struktury mohou být pro nás neviditelné. Mohly by procházet hmotou, kterou známe. Když zjevně nereagují se stínovou sférou, jak se někdy dovíme, zda má Robert pravdu?

Důkaz jeho teorie se již může řítit k Zemi. Ve formě asteroidu zrcadlené hmoty. Když se tvořila sluneční soustava, existovalo mnohem více rozptýlených shluků částic. Pokud zachytily dostatek zrcadlené hmoty, mohly vytvořit asteroidy.
Mohou dodnes existovat ve sluneční soustavě, občas udeřit do Země, provádět různé úžasné dopadové události. Pokud asteroid zrcadlené hmoty reaguje slabě pouze s gravitací, mohl by projít povrchem planety, aniž si toho vůbec všimneme. Ale Robert věří, že existuje jeden způsob, jak může spolu zrcadlená a běžná hmota reagovat. Jak se zrcadlený foton asteroidu otírá o běžný foton Země, může vznikat mezi částicemi tření. Toto tření by vytvořilo dostatek tepla, aby to proměnilo asteroid na ohnivou kouli a postupně ho zpomalilo. Nakonec by se asteroid zastavil uvnitř Země. To by asteroid zastavilo uvnitř Země a uvolnilo veškerou energii. Ale kvůli větší vzdálenosti by to asi nezanechalo kráter. Ale uvolnilo by to energii. Mohl by se roztavit povrch. Roku 1932 našli výzkumníci velmi podivně roztavené sklo, které leželo v horní vrstvě písečných dun Libyjské pouště. Vypadalo jakoby roztavené po žhavém dopadu asteroidu,  ale kráter se nenašel. Mohla by to být známka vzácného dopadu asteroidu zrcadlené hmoty na Zemi? Kráter neexistuje, není vidět žádný dopad. Ale je to velká záhada a to by mohlo být vysvětlení. Zrcadlená hmota a zrcadlené asteroidy -může to znít jako sci-fi, ale Robert tvrdí, že to není podivnější, než přijmout asymetrický vesmír.

Za naším vesmírem

Fyzici se blíží objevu temné hmoty a dovědí se o tvaru stínového vesmíru. Mohl by ale i tento stín mít nějaký svůj stín? My i náš stínový vesmír můžeme být řízeni dokonce ještě temnější entitou. Takovou, která existuje za okrajem vytvořeného vesmíru. Vesmírné sondy nyní odhalily, jak náš vesmír vypadal ihned po Velkém třesku. Zachytily hmotu a temnou hmotu, jak jsou rovnoměrně rozprostřeny ve všech směrech. Ale podívejte se důkladněji, a na nebi se ukážou trhliny. Linie, které naznačují, že jedna strana vesmíru se od té druhé odlišuje. Existuje něco velikého tam za tím, kam můžeme dohlédnout? Stín, který přiléhá k našemu vesmíru, a který ovládá vše, co známe?

WMAP_2010
Mapa oblohy v reliktním záření

Dragan Huterer je kosmolog univerzity Ann Arbor v Michiganu. Jako jeden z prvních si všiml vrásek na vesmírném dozvuku po Velkém třesku, na tzv. kosmickém mikrovlnném pozadí. Výzkumníci očekávali, že najdou na kosmickém mikrovlnném pozadí rovnoměrné rozložení horkých a chladných teplot, bez ohledu na to, kam se po nebi podíváte. Ovšem toto Dragan a jeho kolegové vůbec neviděli, když se na snímek podívali důkladně. Zjistili něco tak udivujícího, tak znepokojivého, že kosmologům nezbylo, než to nazvat osou zla. Toto uspořádání na nebi bylo zpozorováno asi ve stejnou dobu kdy George W. Bush takto nazval nepřátelské země. Tak to pojmenovali i vědci v Anglii – osa zla. Nejsme si jistí, že osa je skutečným zlem.Zjistili jsme analýzou dat mikrovlnného pozadí v jednom směru něco zvláštního. V kolísání kosmického mikrovlnného pozadí vidíme, že v struktuře jsou horká a chladná místa rozdílně. Jsou srovnané na nebi do jednoho směru. Jsou jinak než ve všech dalších směrech. Tohle nám možná naznačuje, že v tomto zvláštním směru vesmíru je něco jiného. Největší horká a chladná místa jsou srovnána podél osy, která protíná kosmos napříč. Výsledky naznačují, že tvar vesmíru je nějak pokroucený. Ale jak by se mohl změnit tvar celého vesmíru? Nejsme si stále jistí, čím je to způsobeno. Je to pouze náhoda? Nebo existují důvody z počátku raného vesmíru? Také mohly uspořádání podle osy zla způsobit struktury, které nemůžeme vidět. A doposud tam existují a vytvářejí toto seřazení.

Stejně jako byl svět světla tvarován temnou hmotou, celý vesmír mohl být formován dokonce ještě temnější entitou. Mohl by mít stínový vesmír stín, něco, co ovládá samotnou strukturu prostoru a času? Dříve jsme chápali temnotu noci

jako typický příklad nicoty. Ale temnota není prázdná. Je plná podivné látky, která formovala náš vesmír z atomů a světla do toho, co je vesmír dnes. A tento kosmos temné hmoty by zase mohl být pouhou tečkou na povrchu nějaké mnohem větší roviny reality.Stínový vesmír by mohl existovat mimo prostor a čas. Ve sféře, o které začínáme pouze snít, že ji pochopíme.

Nevšední svět s použitím Discovery – Cestování červí dírou s Morganem Freemanem