Temná hmota

Temná hmota[1] (iné názvy nežiarivá hmota, tmavá hmota, skrytá hmota; technicky najsprávnejší, ale nezaužívaný názov je skrytá látka resp. temná/nežiarivá/tmavá látka[2]) je hmota (presnejšie: látka), ktorú možno vo vesmíre pozorovať len vďaka jej gravitačnému pôsobeniu na okolité objekty tvorené bežnou svietiacou hmotou.[1] Temná „hmota“ nevyžaruje nijaké elektromagnetické žiarenie a preto nemôže byť pozorovaná. O jej existencii vedci vedia len z gravitačných prejavov na žiarivú hmotu: gravitačné šošovky, rotácia galaxií, pohyb oblastí H II a guľových hviedzokôp.

Kozmológia

Vesmír · Veľký tresk · Vek vesmíru · Chronológia vesmíru Skorý vesmír Inflácia Nukleosyntéza GWB Neutrínové pozadie Kozmické mikrovlnné pozadie Expanzia vesmíru Červený posun Hubblov zákon Rozpínanie vesmíru Friedmannove rovnice FLRW metrika Vznik štruktúry Tvar vesmíru Vznik štruktúry Reionizácia Vznik a vývoj galaxií Veľká skupina kvazarov Pozorovateľný vesmír Vlákna galaxií Budúcnosť vesmíru Konečný osud vesmíru Budúcnosť expandujúceho vesmíru Komponenty Lambda-CDM model Tmavá energia Tmavá hmota História kozmologických teórií Časová os kozmologických teórií História teórie Veľkého tresku Objav kozmického mikrovlnného pozadia Experimenty Pozorovacia kozmológia 2dF SDSS COBE BOOMERanG WMAP Planck Vedci Galilei Kopernik Newton Einstein Hawking Friedman Lemaître Hubble Penzias Bharadwaj Tolman Wilson Gamow Dicke Zel'dovich Aaronson Mather Rubin Penrose Alfvén Smoot Ehlers Ellis Sunyaev Schmidt Suntzeff de Sitter Guth Sociálny dopad Náboženské interpretácie

Prstenec temnej hmoty v kope galaxií CL0024+17 (HST)

Temná hmota nie je opticky temná/tmavá, ale priehľadná[3].

O existencii temnej „hmoty“ prvýkrát referoval už v roku 1933 švajčiarsko-americký astronóm Fritz Zwicky, ktorý zistil nezrovnalosti pri štúdiu rotácie galaxií. Ak by neexistovala v galaxiách žiadna iná hmota okrem pozorovanej, mala by rýchlosť, ktorou obiehajú hviezdy okolo jadra galaxie zodpovedať Keplerovým zákonom. Z jeho pozorovaní však vyplynulo, že hviezdy od určitej vzdialenosti od stredu galaxie obiehajú omnoho rýchlejšie, než by mali podľa výpočtov. Tento pohyb bol vysvetlený práve temnou hmotou.

Podľa posledných meraní je vo vesmíre 23 % temnej „hmoty“, zatiaľ čo známa hmota, ktorá tvorí všetky priamo alebo nepriamo pozorované objekty, tvorí len 4 %. Zvyšok vesmíru, teda 73 %, je tvorený temnou energiou. Podstata temnej „hmoty“ ani temnej energie nie je doteraz vysvetlená. Jedna z teórií hovorí, že môže ísť o málo žiarivé objekty tvorené baryónovou (t. j. obyčajnou) látkou – hnedí trpaslíci, vychladnutí bieli a červení trpaslíci, neutrónové hviezdy alebo čierne diery. Tieto objekty sú súhrnne označované MACHO (MAsívne Compaktné Halové Objekty). Podľa iných teórií sa temná „hmota“ skladá z úplne iných častíc ako baryónová látka. Do úvahy prichádzajú neutrína, ale aj exotické častice: WIMP-y, Higgsove bozóny a iné. WIMP-y majú byť hypotetické častice, ktoré síce majú hmotnosť, ale z nejakých dôvodov neinteragujú s časticami normálnej látky – baryónmi, akými sú protóny a neutróny, pretože sa skladajú z nejakej neznámej nebaryonickej látky. Ďalšia teória tvrdí, že temná „hmota“ neexistuje a nezrovnalosti medzi pozorovaným a predpokladaným gravitačným pôsobením objektov sú dôsledkom našich chybných predstáv o gravitácii.

V poslednom období sa však objavila nová teória vysvetľujúca zdanlivé nezrovnalosti v rotácii hviezd v galaxiách. Podľa nej nemôžu byť pohyby hviezd v galaxii opisované len podľa Newtonových zákonov, ale musí sa prihliadať aj k teórii relativity napriek tomu, že ich rýchlosť sa ani zďaleka nepribližuje rýchlosti svetla.