Krása fyziky spočívá v tom, že často zkoumá neviditelné. Vidíme jablko padající k zemi, ale stěží uvidíme gravitační sílu. A podobně se to má s temnou hmotou a temnou energií, které společně tvoří 95 % vesmíru.
Americko-švýcarský astrolog (s českými kořeny) Fritz Zwicky má problém. I když je to v podstatě génius, většina jeho kolegů ho nesnáší. Možná proto, že je nazývá „sférickými bastardy“, neboť „zůstávají bastardy, ať už se na ně podívá jakýmkoliv způsobem“. Když proto v roce 1930 objeví první důkazy, že ve vesmíru působí neznámá síla, nikdo ho příliš neposlouchá.
A na co vlastně přišel? Zatímco pozoroval, jak se galaxie otáčejí a počítal jejich rychlost, došlo mu, že už se měly dávno rozpadnout. Točily se příliš rychle na to, aby podle fyzikálních zákonů mohly vydržet pohromadě. Přesto vydržely. Proč?
K podobným závěrům došla v roce 1962 astroložka Vera Rubin. Ta sice nebyla tak nesnesitelná jako Zwicky, jenže stejně měla vadu, která ji zcela diskreditovala před zbytkem vědecké obce: byla žena. Až v roce 1978 se jí podařil průlom. Pozorně studovala 11 spirálních galaxií. Všechny (včetně Mléčné dráhy, v níž se nachází i Země) se točily tak rychle, že by se podle zákonů fyziky měly rozpadnout. Ale něco je drželo pohromadě. Tato neznámá síla byla nazvána temná hmota.
Temná energie je odtažitá síla, která způsobuje roztahování vesmíru.
Temná hmota a temná energie
Galaxie se skládají ze tří složek. Za prvé z hvězd, které můžeme vidět. Za druhé z plynu. I ten můžeme vidět, i když většinou jenom jako infračervené světlo. Veškerá pozorování naznačují, že ať už drží galaxie pohromadě cokoliv, musí to být něco víc než jenom viditelná hmota. To něco je temná hmota – neviditelná, neznámá, neprozkoumaná. Co přesně to je? Nikdo neví.
Ve hře je totiž ještě jeden fenomén – temná energie. Temná energie je odtažitá síla, která způsobuje roztahování vesmíru. Je v podstatě opakem gravitační energie. Zatímco gravitační energie má převahu v malém měřítku, ve velkém dominuje temná energie.
Vesmír vznikl před více než 13 miliardami let. Tehdy představovala 63 % vesmíru temná hmota, 12 % normální hmota tvořená z atomů, 15 % fotony a 10 % neutrin. Dnes tvoří 72 % vesmíru temná energie, 23 % temná hmota a pouze 4,6 % atomy. A atomů neubývá, to jenom vesmír se zvětšuje.
Co vlastně víme o světě
Podle toho, co víme, ve vesmíru působí 4 síly. Všechno na světě je složeno z atomů. Například židle, na níž sedíte. Přesto nepropadnete skrze sedátko. Jak to? Atomy váže dohromady elektromagnetická síla. Gravitační síla vás stahuje k zemi – cítíte ji jako svoji váhu. A potom je tu tzv. silná a slabá síla, které působí na subatomární úrovni.
Vědci se v roce 2015 pokoušeli najít „temný foton“ – částici temné hmoty. Místo toho našli částici, která reaguje zcela nečekaným způsobem a která by mohla být potenciální pátou sílou v přírodě. Jak řekl spoluautor studie, fyzik Timothy Tait: „Tato síla temného sektoru se může manifestovat jako protofobická síla. I když zatím nevíme, co je zač, může nám pomoci s porozuměním temné hmotě, jak bylo původním cílem našeho experimentu.“
Ale jak uvedl americký spisovatel Bill Bryson v knize Stručná historie téměř všeho: „Prozatím bychom ji v klidu mohli nazývat TNNNOTN (temné neznámé nereflektivní nedetekovatelné objekty tam někde).“
foto: Shutterstock, zdroj: Youtube, Dummies, Space
