Temná hmota zůstává neviditelná. Víme, že existuje. Prostě to nevidíme.
Ignoruje světlo. Plně. To z ní dělá největšího „ducha“ ve Vesmíru. Ale duchové mohou vydávat zvuky.
Nový výzkum mění přístup. Místo nahlížení do prázdnoty při hledání objektu, který neodráží fotony, vědci navrhují poslouchat samotnou strukturu časoprostoru. Totiž: hledají vlnění v gravitaci.
„Použití černých děr k hledání temné hmoty by bylo fantasticky slibné,“ říká Rodrigo Vincente, výzkumník z GrAPPA Institute v Amsterdamu.
Tyto vlny nebo gravitační vlny otřásají tkaninou vesmíru. Obvykle se rodí v důsledku katastrofických událostí. Například srážky a sloučení dvou černých děr. Násilný tanec.
Nová teorie navrhuje něco radikálnějšího. Pokud se tyto černé díry točí uvnitř hustého mračna temné hmoty, jejich rotace rozruší prostředí. Představte si mixér, který šlehá hustou smetanu. Výsledkem je tmavý materiál „olej“.
Toto není metafora vaření. Jde o hustotu.
Když se černé díry spojí v tomto narušeném prostředí, výsledná gravitační vlna se změní. Nese slabý otisk prostředí, kterým prošel. Jako kašlat na koncert Metallicy.
Za normálních okolností byste tento kašel neslyšeli. S “Seek and Destroy” na pozadí? Nemožné. Při správné výbavě a potřebné citlivosti byste si ale všimli anomálie.
A vybavení se stále zlepšuje. Detektory LIGO jsou stále přesnější. KAGRA, Panna – všichni poslouchají stále pozorněji.
Neuvěřitelné, tohle není ropa
Temná hmota je tvrdohlavá. Je těžší než všechny atomy, které vidíme. Asi pětkrát.
Musí být jiná než my. Žádné protony. Žádné neutrony. Žádné elektrony. Interagují se světlem. Vytvářejí hvězdy. Tvoří těla. Vytvářejí obrazovku, na které čtete tyto řádky. Temná hmota mine elektromagnetický večírek. „Mluví“ pouze jazykem gravitace.
Proto ohýbá prostor. Vidíme toto zakřivení. Vytahujeme masy. Ale nikdy se nedotýkáme zdroje.
Vědci hledají částice nad rámec standardního modelu. Možná lehká skalární částice. Maličký. Podstatně méně elektronů. Pokud takové částice existují, měly by se chovat jako vlny.
Vlny, které se dají napumpovat.
Rotující černá díra funguje jako motor. Přenáší svou rotační energii na tyto hypotetické skaláry. Hustota se zvyšuje. „Olej“ houstne.
Tento hustý mrak mění způsob, jakým se gravitační vlny šíří.
Vincente a jeho tým vyrazili na lov. Nepostavili nové dalekohledy. Prostudovali dostupná data. Probírali hluk a soustředili se na dvacet osm nejjasnějších dosud zaznamenaných signálů sloučení.
Výsledky? Většinou ticho.
Dvacet sedm fúzí se zdálo být „čistých“. Narozen ve vakuu. Nic nerušilo jejich „píseň“.
Ale jeden signál z celkového obrazu vyčníval.
Šumový signál
Signál GW190728. Poprvé chycen v červenci 2019.
Dvě černé díry. Celková hmotnost je dvacet sluncí. Nachází se ve vzdálenosti osmi miliard světelných let.
Toto sloučení vypadalo „špinavě“. V dobrém slova smyslu. Nebo alespoň zajímavým způsobem. Tvar vlny nesl podpis, že něčím prochází. Přes něco hustého.
Byla to temná hmota? Možná.
Tým o tom ze střech nekřičí. Jsou opatrní. Jeden signál není důkazem. Toto je nápověda. Šeptej ve větru.
“Víme, že temná hmota je všude kolem nás,” říká Josue Aurrecoechea z MIT. “Musí to být dost těsné.”
Černé díry pomáhají. Rozproudí prostředí. Stlačují hustotu na úroveň dostatečnou k zanechání otisku.
LIGO vstupuje do pátého provozu. Senzory budou citlivější. Šířka pásma se rozšiřuje.
Pokud byl tento jediný signál “duchem” temné hmoty, další mohou následovat.
Stavíme uši, abychom je slyšeli. Dozvíme se, jak se mění signál při průchodu hmotou ve srovnání s vakuem. Teorie je připravena. Nástroje jsou připraveny.
Možná, jen možná, konečně posloucháme na správném místě.
