fbpx

Vesmírná antihmota se před pěti lety objevila na Zemi. Velký třesk z toho nebude 1 fotografie
Během Velkého třesku se podle modelů střetla hmota s antihmotou (zdroj: Shutterstock)

Vědcům se nedávno podařilo detekovat vysoce hmotné antineutrino, které k nám přilétlo z hlubin vesmíru. Odkud? A může té antihmoty být nakonec tolik, aby zničila naši planetu?

Zveřejněno: 2. 6. 2021

O antihmotě většina z nás maximálně věděla asi to, že existuje. Tedy možná. Možná někde v hlubinách vesmíru. Sečtělí čtenáři sci-fi literatury každopádně vědí, že kontakt hmoty s antihmotou končí anihilací, tedy vzájemným zničením. Teď už o antihmotě víme víc. Jeden její "kousíček" se totiž  nedávno dostal i k nám na Zemi. Bylo to v prosinci roku 2016. Antineutrino, což je částice antihmoty, která přiletěla na naši planetu odkudsi z hlubin vesmíru, detekovala neutrinová observatoř na jižním pólu IceCube Neutrino Observatory.

Několik let ovšem trvalo, než byla vyhodnocena všechna zachycená data, aby výsledky neutrinová observatoř IceCube mohla zveřejnit.  Antineutrino, protějšek neutrina, tedy částice s nesmírně malou hmotností, se přiřítilo odkudsi z vesmíru rychlostí blízkou rychlosti světla a svou životní pouť ukončilo někde v antarktickém ledu, kde se srazilo s elektronem.

Náraz 6 300 komárů

To vyvolalo spršku částic, které pak zaregistrovaly přístroje IceCube. Nebylo to poprvé, co zde pozorovali nějakou antičástici, ale poprvé měla tak velkou energii, která byla změřena na 6,3 PeV (petaelektronvoltů, přičemž elektronvolt odpovídá kinetické energii, kterou získá elektron urychlený ve vakuu napětím jednoho voltu). Pro normálního smrtelníka je to jen jakési číslo, ale vědci z urychlovače částic CERN ve Švýcarsku si dali práci, aby ho přiblížili i těm, co si ho jinak jen těžko představí.

Energie onoho lapeného antineutrina představuje náraz hned 6 300 samiček komára či jedné samičky letící rychlostí 8,2 násobku rychlosti zvuku.

Tak tedy: Samička komára má hmotnost asi dva miligramy a obyčejně letí rychlostí přibližně 1,6 km/hod. Narazila by pak do nás po hlavě energií jednoho teraelektronvoltu (TeV). Vzhledem k tomu, že jeden PeV se rovná tisíc TeV, tak energie onoho lapeného antineutrina představuje náraz hned 6 300 samiček komára či jedné samičky letící rychlostí 8,2 násobku rychlosti zvuku, jak dodávají v CERNu.

Antihmotě na stopě

Odkud se ovšem tady ta antičástice vzala? Možná se nyní objevila odpověď. Co je antihmota, je vlastně jasné, tvoří ji oproti nám známým částicím antičástice. Standardní model vzniku vesmíru ukazuje, že v něm po Velkém třesku bylo stejné množství hmoty jako antihmoty. Dnes jakoby antihmota neexistovala. Občas se nějaká ta antičástice vyskytne v kosmickém záření nebo ve výtryscích hmoty pulsarů, či dokonce po pozemské obyčejné bouřce, ale nic moc.

Nyní se zdá, že na její stopu přišli vědci z francouzského L'Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP). Astrofyzici z IRAP vycházeli z toho, že srážka mezi antihmotou a hmotou produkuje paprsky gama, nejúčinnější formu záření. Zpracovali data z gamateleskopu na družici Fermi za posledních deset let a ze zpracovaného katalogu zdrojů gama záření, které Fermi načetla, vytipovali čtrnáct, u nichž by vlastnosti záření mohly odpovídat tomu, jaké by produkovala hvězda z antihmoty, tedy takzvaná antihvězda. 

Doktorand astrofyziky Simon Dupourqué a jeho kolegové z IRAP prozkoumali na šest tisíc zdrojů gama záření, výběr pak zúžili jen na ty bodové, aby pak letos v dubnu představili orientační mapu Mléčné dráhy se zanesenými čtrnácti "podezřelými" objekty.

Pochází antineutrino z antigalaxie?

Ve své studii, která vyšla 20. dubna 2021 v Physical Review D, netvrdí, že jde o antihvězdy, podle nich to mohou být i pulsary nebo černé díry, nicméně zároveň odhadli, že na každých čtyři sta tisíc normálních hvězd by mohla připadat jedna antihvězda. „Pokud se jim podařilo prokázat existenci antihvězd, byla by to velká rána pro standardní kosmologický model,“ podotýká ke studii z IRAP profesor Pierre Salati, teoretický astrofyzik z Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique Théorique. „Opravdu by to znamenalo významnou změnu v našem chápání toho, co se stalo v raném vesmíru.“

Stále budeme potřebovat vysvětlení, proč hmota celkově dominuje nad antihmotou.

Nyní před astronomy stojí další výzva. Musí sledovat vytipované objekty a jejich záření gama. Pokud by se v časové ose rychle měnilo, mohlo by jít o pulsary, zkoumání ve viditelném či infračerveném spektru zase prozradí, jestli nejde o černé díry.

„Je jasné, že závěry jsou jen předběžné, ale je to velmi zajímavé,“ říká k tomu v magazínu ScienceNews Julian Heeck, fyzik z University of Virginia v Charlottesville. „I kdyby se v těchto případech potvrdilo, že se jedná o antihvězdy, nebude jich tolik, aby vysvětlily absenci značného množství antihmoty v celém vesmíru. Stále budeme potřebovat vysvětlení, proč hmota celkově dominuje nad antihmotou.“

Jedno vysvětlení je možné. Pokud by antihvězdy existovaly mimo galaxie, neměly by tolik možností se střetnout s normální hmotou. Nedocházelo by k anihilaci, a tudíž by neemitovaly ani demaskující gama záření. Navíc by teoreticky nic nebránilo tomu, aby se z antihmoty vytvářely nejen hvězdy či planety, ale rovnou celé galaxie. Přiletělo z takového světa antineutrino, které se lapilo do ledovce v Antarktidě? A zůstane jen u něj?

foto: Shutterstock, zdroj: DownToEarth

Tipy redakce

Provoz elektromobilů ekologický je. Ovšem jejich výroba kvůli bateriím nikoli

Provoz elektromobilů ekologický je. Ovšem jejich výroba kvůli bateriím nikoli

Na konci devatenáctého století představovaly elektromobily špičku tehdejší...

Co přineslo na Zemi život? Mohl vzniknout díky pevninským sopkám

Co přineslo na Zemi život? Mohl vzniknout díky pevninským sopkám

Vznik života je pořád ještě pro nás zahalen tajemstvím, tedy pokud nejsme...