Temná hmota vládne každé galaxii. Ale co to přesně je? Astronomové věří, že jde o nějaký druh nové, exotické částice. Možná jste už slyšeli nějaké termíny, jako jsou WIMPs nebo axions. Pojďme prozkoumat, co tyto pojmy vlastně znamenají.
Za prvé, existuje několik věcí, které víme o temné hmotě. Astronomové věří, že temná hmota je nějaký druh částice, dříve neznámý fyzice. Ať je to cokoli, tvoří asi 80 % hmoty vesmíru. Sotva interaguje se světlem, pokud vůbec. Sotva interaguje s normální hmotou, pokud vůbec. Sotva se sebou interaguje, pokud vůbec. Víme také, že je „studená“, což znamená, že jednotlivé částice nemají příliš vysoké rychlosti.
V podstatě tam jen sedí a gravituje. Ale ta gravitace je zásadní: ona udržuje galaxie slepené dohromady a poskytuje lešení pro celek rozsáhlá struktura vesmíru .
Jedním z prvních kandidátů na částici temné hmoty jsou WIMP pro slabě interagující masivní částice. Není to ani tak jméno jako a univerzální kategorie . V tomto případě „slabě interagující“ znamená „interaguje prostřednictvím slabé jaderné síly“ (ačkoli tato interakce je také doslova slabá). WIMP by byly novým druhem částic, které s normální hmotou mluví pouze slabou silou, což by vysvětlovalo, proč je vidíme jen zřídka. V tomto scénáři WIMP zaplavují vesmír – a mohou vámi právě teď cestovat, i když byste to nikdy nevěděli, s výjimkou jejich gravitace.
Axion na druhé straně je další hypotetická částice (nebo ve skutečnosti kategorie možných částic), která byla motivována teoretickým zkoumáním různých zákonů symetrie ve vesmíru. Ukázalo se, že tato hypotetická částice, pokud by existovala v dostatečném počtu, by fungovala přesně tak, jak známe temná hmota.
Kromě WIMP a axionů přišli teoretičtí fyzici a kosmologové se všemi druhy složitějších možností. Možná, že temná hmota do určité míry interaguje sama se sebou. Možná existuje více druhů částic temné hmoty. Možná jsou zapojeny nové síly fyziky. Možná se axiony mohou shlukovat zvláštními způsoby. Možná tohle, možná tamto.
Ano, temná hmota je velká záhada. Víme, ženěcofunky se děje s vesmírem, ale nejsme si přesně jisti, co. Ale víme, že rozluštění záhady temné hmoty osvětlí zcela nový vesmír fyziky.
