První počítačová simulace, která ukazuje vznik galaxií bez temné hmoty

11. 2. 2020
Temná hmota Galaxie Česká republika

Vědcům z univerzit v Praze, Bonnu a Štrasburgu se podařilo vytvořit první počítačovou simulaci, ve které vznikají galaxie bez přítomnosti temné hmoty. Temná hmota má být podle teorií zodpovědná mimo jiné za prvotní shlukování hmoty po velkém třesku, které vedlo ke vzniku prvních galaxií. Nicméně stále neexistuje přímý důkaz její existence a někteří vědci se pokouší vysvětlit pozorované chování vesmíru jinými cestami.

Galaxie, rozložení hmoty v simulaci

Galaxie, rozložení hmoty v simulaci 1,5 miliardy let po začátku simulace. Tečky znázorňují mladé hvězdy a růžová barva oblaka plynů.



Temná hmota

Temná hmota je koncept, který vysvětluje příliš rychlou rotaci galaxií. Temnou hmotu není možné pozorovat pomocí elektromagnetického záření ale pouze podle jejího gravitačního vlivu na své okolí. Podle vědců tvoří temná hmota 23 % hmoty ve vesmíru, temná energie, zodpovědná za příliš rychlé rozpínání vesmíru tvoří 73 % a zbylá 4 % patří běžné baryonové hmotě, kterou lze pozorovat běžnými teleskopy.

Existence temné hmoty byla poprvé uvažována ve 30. letech minulého století, když astronomové Oort a Zwicky zjistili, že galaxie rotují příliš rychle na to, kolik hmoty v nich vidí. Kromě běžné hmoty má zvyšovat jejich celkovou gravitaci ještě hmota temná, nepozorovatelná prostřednictvím elektromagnetického záření.
Ve svých simulacích vědci využili teorie MOND (MOdified Newtonian Dynamic), podle které je gravitace výrazně silnější při nízkém zrychlení. Podobně jako v případě temné hmoty jde zatím jen o teorii, se kterou přišel v roce 1982 izraelský fyzik Mordehai Milgrom. 



Nové simulace nyní poprvé ukazují, že i ve vesmíru bez temné hmoty a s touto modifikovanou gravitací by mohly vznikat galaxie jaké vidíme v dnešním vesmíru kolem nás. V počítačovém modelu vznikly galaxie téměř všech možných tvarů jaké dnes astronomové ve vesmíru pozorují. 

Ne všechny aspekty simulovaného vesmíru však odpovídají realitě a sami autoři upozorňují, že jde pouze o první krok v rozsáhlejším výzkumu. V dalších krocích chtějí vědci zpřesnit původní podmínky rozložení hmoty v raném vesmíru a opakovat simulace s přidám nových komplexnějších vlivů.

Na tomto výzkumu se podílel také doktor Pavel Kroupa z Karlovy Univerzity a University of Bonn.
Více informací k tématu
Líbil se Vám tento článek?

Podpořte tento web sdílením našeho obsahu:

Chcete vědět o dalším článku?

Následujte LIVINGfUTURE na sociálních sítích.


Další zprávy z kategorie Temná hmota

Teleskop Hubble detekoval zatím nejmenší shluky temné hmoty, nález podporuje teorii o studené temné hmotě

15. 1. 2020

Teleskop Hubble detekoval zatím nejmenší shluky temné hmoty, nález podporuje teorii o studené temné hmotěS pomocí zkoumání několika kvazarů, jejichž světlo bylo na cestě k nám deformováno gravitací temné hmoty, se vědcům podařilo určit strukturu této temné hmoty. Shluky, kterými světlo prošlo, jsou zatím nejmenší detekovaná koncentrace temné hmoty. Podle vědců by takto malé struktury mohly potvrzovat existenci tzv. studené temné hmoty, jejíž částice se pohybují relativně malými rychlostmi.

celý článek

Hmotnost Mléčné dráhy je odhadnuta na 890 miliard Sluncí

24. 12. 2019

Hmotnost Mléčné dráhy je odhadnuta na 890 miliard SluncíMezinárodní tým vědců odhadl hmotnost celé naší galaxie na 890 miliard Sluncí. Mléčná dráha má napříč 256 tisíc světelných let a obsahuje miliardy hvězd, většina je menší než Slunce, ale jsou zde i hvězdy výrazně hmotnější. Odhadovaná hmotnost naší galaxie vychází z pohybu hvězd a dalšího materiálu. Celých 93 % z odhadované hmotnosti tvoří temná hmota.

Záblesky gama záření ze středu naší galaxie by mohly pocházet z temné hmoty

17. 12. 2019

Záblesky gama záření ze středu naší galaxie by mohly pocházet z temné hmotyV uplynulých letech vědci detekovali v centru Mléčné dráhy záhadný přebytek energie ve formě gama záření: nejenergetičtější formy elektromagnetického záření. Nepřichází k nám však od supermasivní černé díry ve středu galaxie, ale z regionu o poloměru až 5 tisíc světelných let kolem jádra galaxie. Původ tohoto záření zatím zůstává zahalený.

celý článek

Vědci možná pozorovali projev páté základní síly, mohla by pomoci vysvětlit temnou hmotu

26. 11. 2019

Dnes jsou známy čtyři základní přírodní síly, které stojí za veškerými interakcemi mezi částicemi a poli v přírodě. Patří mezi ně silná a slabá jaderná síla, gravitace a elektromagnetická síla. Vědci nyní pozorovali v atomu helia jev, který nedokáží přisoudit ani jedné z nich, mohlo by jít o projev páté základní interakce a jejím nositelem by mohla být temná hmota.

celý článek

Detektor temné hmoty pozoroval vzácnou subatomární reakci neutrin

25. 4. 2019

Zařízení XENON1T navržené speciálně pro detekci temné hmoty pozoruje něco, na co nebylo zrovna postavené: vzácnou reakci dvojitého elektronového záchytu a emisi dvou neutrin. Neutrina by mohla být po fotonech druhým nejčastějším prvkem ve vesmíru, nicméně příliš nereagují s běžnou hmotou a jsou tak téměř nepozorovatelná. Pozorovaná reakce a nový výzkum by nám o nich mohly říct mnoho nového.

celý článek

Vědci našli závislost mezi zářivostí kvazarů a temnou hmotou

20. 4. 2019

Vědci našli závislost mezi zářivostí kvazarů a temnou hmotouVědci v datech z evropského vesmírného teleskopu Planck našli vazbu mezi zářivostí kvazarů a hmotností oblaků temné hmoty, ve kterých se sledované kvazary nachází. Kvazary jsou supermasivní černé díry v jádrech vzdálených galaxií, které astronomové pozorují zrovna když konzumují materiál ze svého okolí. Ke svému výzkumu vědci využili data z mise Planck, která zkoumala reliktní záření po velkém třesku. Výsledky výzkumu byly publikovány v magazínu Astrophysical Journal.

celý článek

Supermasivní černé díry rostou na úkor zrodu nových hvězd, konzumují totiž stejný materiál

30. 1. 2019

Supermasivní černé díry rostou na úkor zrodu nových hvězd, konzumují totiž stejný materiálUž dlouhou dobu se vědci snaží přijít na to, proč se už v počátcích vesmíru začaly objevovat supermasivní černé díry. Jde o extrémně masivní objekty, které dřímají v jádrech galaxií a svou obrovskou gravitační silou dokáží ovlivňovat dění na stovky tisíc světelných let daleko. Astronomové pozorují supermasivní černé díry už v počátcích vesmíru a často v galaxiích, které nerodí příliš mnoho nových hvězd.

celý článek