Galaxie váží víc, než vypadají.
Víme to, protože v nich nevidíme všechny věci. Chybějící hmota je neviditelným rámcem, který drží shluky hvězd pohromadě – to, čemu fyzici říkají temná hmota. Pronásleduje vědce v bílém plášti i spisovatele sci-fi po celá desetiletí, objevuje se ve všem, od vírů ve filmu Lhář až po prach v sérii His Dark Materials od Philapa Larka. To je jeden z největších problémů v kosmologii. Víme, že působí na objekty gravitačně. Ale my prostě nevíme, co to je. Nebo kde se schovává.
„Temná hmota zaujímá místo ve fyzice i ve sci-fi po celá desetiletí…“
Tým z University of Sheffield si myslí, že má nápad. A ne ledajaký, ale geometrický.
Rezonance bez dohadů
Nová hypotéza naznačuje, že temná hmota může sídlit ve skryté páté dimenzi.
Přesněji řečeno, teorie umísťuje temnou hmotu do stejného prostoru jako částice přenášející sílu zvaná temný foton. Zde je trik: tvar této další dimenze přirozeně odpovídá hmotnosti obou částic. Představte si, že brnkáte na dokonalý tón na strunu kytary. Když trefíte správnou frekvenci, nástroj zazpívá.
Toto je rezonance temné hmoty.
Není to úplně nový koncept, ale předchozí modely měly problém. Jednoduše přijali skutečnost, že došlo k rezonanci. Vědci ladili čísla, dokud se neshodovala, což vypadalo spíše jako umění než věda. Fakt to funguje?
Dr Yu-Dai Tsai ze Sheffieldu říká, že tentokrát je odpověď v geometrii samotné. Žádné přizpůsobení dat.
“Rezonance může pocházet přímo z geometrie skrytých dimenzí,” řekl Tsai.
Proč ji dnes nevidíme
Proto je tato teorie opravdu chytrá. Vysvětluje paradox.
Pokud by temná hmota aktivně interagovala v raných fázích vesmíru, pomohlo by to vysvětlit vývoj vesmíru. Dnes ale nevidíme prakticky nic. Je inertní. Strašidelný.
Tento model nám umožňuje předpokládat silné interakce v dávné minulosti a zároveň zachovat „ticho“ temné hmoty nyní. Geometrie této další kóty určuje toto chování. Nahrazuje to, co fyzici obvykle nazývají „jemné doladění“ – tu ošklivou část rovnic, kde jsou čísla jednoduše uspořádána tak, aby fungovaly – přirozeným matematickým výsledkem.
Žádné umělé úpravy. Čistá matematika.
Praktické aplikace?
Hledání neviditelných objektů vyžaduje seriózní technologii. Hovoříme o ultracitlivých detektorech, kryogenních systémech a kvantových měřicích komplexech, které „šeptají“ ve tmě.
Tyto nástroje nesbírají jen prach na policích. Najdou uplatnění i v jiných oblastech. Zlepšení lékařského zobrazování? Možná. Rychlejší výpočty? Pravděpodobně. Rozvoj globální komunikace? Pravděpodobnější.
„Náš výzkum dává fyzikům jasné nové cíle…“
Článek, napsaný společně s Taegu Lee, byl publikován v časopise Physical Review D. Toto je krok ke spojení dvou velkých záhad: skrytých dimenzí a substance, která drží náš vesmír pohromadě.
Nebo je to možná jen teorie, která dává smysl, dokud neprokážeme, že se mýlí.
Pátrání pokračuje.
