Vznikla najpodrobnejšia mapa temnej hmoty. Odhaľuje veci, ktoré sa vzpierajú fyzike

Vedci vedia, že temná hmota existuje, pretože jej silné gravitačné sily môžu spojiť celé galaxie. Na základe pozorovaní jej vplyvu astronómovia odhadujú, že táto hmota tvorí jednu štvrtinu vesmíru.

Kozmické prázdnoty

Nová mapa je produktom mnohoročnej práce skupiny 400 vedcov zo siedmich krajín, známej ako Dark Energy Survey (DES).

Namierili ďalekohľad Victora M. Blanca v Čile k oblohe, aby nazreli k miliónom galaxií spojených temnou hmotou.

Ich rozloženie a spôsoby, akými sa svetlo z nich dostáva na Zem, môžu astronómov informovať o tom, koľko temnej hmoty leží medzi týmito galaxiami a našou planétou.

V sérii štúdií zverejnených tento týždeň tím ukázal, že vesmír je posiaty obrovskými zhlukmi galaxií zoskúpenými dohromady - oblasťami, kde je aj temná hmota hustá.

Ale ich mapa, ktorá pokrýva asi jednu osminu oblohy pri pohľade zo Zeme, tiež dokumentuje časti vesmíru, ktoré takmer neobsahujú temnú hmotu ani galaxie. Zdá sa, že tieto preplnené a prázdne oblasti sú prepojené medzihviezdnym plynom v takzvanom vesmírnom webe.

Ukazuje nám nové časti vesmíru, ktoré sme nikdy predtým nevideli. Túto štruktúru kozmického webu môžeme skutočne vidieť, vrátane týchto obrovských štruktúr nazývaných kozmické prázdnoty, čo sú oblasti vesmíru s veľmi nízkou hustotou, kde je veľmi málo galaxií a menej hmoty,“ povedal pre The Guardian Niall Jeffrey, kozmológ z University College London.

Na fotografii nižšie je zobrazená časť novej mapy, prázdnoty sú čierne, zatiaľ čo zhluky galaxií sú jasne oranžové.

Podľa Jeffreyho nové objavy naznačujú, že gravitácia nemusí v týchto prázdnych priestoroch fungovať rovnako ako na Zemi, čo by znamenalo, že neplatia štandardné fyzikálne zákony.

Svetlo z 226 miliónov galaxií

Aj keď je temná hmota nepozorovateľná, sila, ktorou pôsobí na iné veci vo vesmíre, pomáha vedcom ju odhaliť.

Temná hmota ohýba svetlo prichádzajúce na Zem z iných galaxií, trochu ako kaleidoskop. Takže meraním intenzity tohto skreslenia môžu astronómovia vypočítať, koľko temnej hmoty leží medzi nami a inou galaxiou a ako je táto hmota zmiešaná.

Ak je svetlo galaxie veľmi skreslené, naznačuje to, že neviditeľná temná hmota, ktorá ju zakrýva pred výhľadom, je husto zhlukovaná.

Jeffrey a jeho tím sa teda pozreli na to, ako sa deformuje svetlo z viac ako 226 miliónov galaxií, nachádzajúcich sa v blízkom okolí a vzdialených miliardy kilometrov.

Pomocou ďalekohľadu nasnímali tieto galaxie počas 345 nocí v rokoch 2013 až 2016, potom sa spoliehali na program umelej inteligencie, ktorý tieto pozorovania preložil do ich podrobnej mapy temnej hmoty hmoty.

Tím zhromaždil údaje ďalších 413 nocí pred skončením prieskumu v roku 2019, takže vedci z DES plánujú pomocou zvyšku svojich pozorovaní vytvoriť ešte väčšiu a podrobnejšiu mapu temnej hmoty.

Mapa naznačuje, že Einstein sa mohol mýliť

Podľa teórie relativity Alberta Einsteina mala gravitácia spôsobiť, že sa kúsky hmoty vo vesmíre zhromaždili predvídateľným spôsobom po Veľkom tresku asi pred 13 miliardami rokov.

Podľa Jeffreyho však mapa DES naznačuje, že Einsteinovej teórii sa možno do istej miery podarilo uniknúť.

„Ak sa pozriete do vesmíru, hmota nie je taká neohrabaná, ako sa očakávalo - existujú náznaky, že je plynulejšia,“ povedal Jeffrey.

„Môže sa to zdať ako relatívne malá vec,“ dodal, „ale ak sú tieto náznaky pravdivé, môže to znamenať, že niečo nie je v poriadku s Einsteinovou teóriou všeobecnej relativity, jedným z veľkých pilierov fyziky.“