Temná hmota (95 článků)

Axion je jedním z nejvážnějších kandidátů na částici temné hmoty. Tradiční teoretické modely svazují jeho hmotnost s interakcemi do poměrně úzkého pásu.

Nová metoda intenzitního mapování umožňuje zkoumat raný vesmír pomocí záření ionizovaného uhlíku. Abychom z těchto měření získali přesné informace o struktuře vesmíru a odlišili je od šumu, musíme znát vztah mezi hmotností halo temné hmoty a jeho svítivostí.

Mezinárodní projekt DESI zkoumá historii rozpínání vesmíru pomocí takzvaného kosmického pravítka – baryonských akustických oscilací. V raném vesmíru se tyto otisky měří v mezigalaktickém vodíku, takzvaném Lyman-alfa lese.

Kvantová pole v raném vesmíru, jako jsou aksiony a kalibrační pole SU(2), hrají klíčovou roli v teoriích inflace, temné energie a vzniku prvotních gravitačních vln. Tato pole však bývají teoreticky nestabilní.

Temná hmota tvoří většinu hmoty ve vesmíru, její přesná podstata však zůstává neznámá.

Astronomové využívají měření tvarů galaxií k mapování temné hmoty pomocí gravitační čočky. Výsledky však zkresluje fakt, že se galaxie a jejich temná hala přirozeně natáčejí podle okolního gravitačního pole.

Temná hmota tvoří rozsáhlá halo kolem galaxií a jejich kup. Teoreticky tyto struktury mají jasnou fyzikální hranici, na které jejich hustota prudce klesá.

Detekci temné hmoty často komplikuje takzvaná neutrinová mlha – pozadí tvořené neutriny, které napodobuje signál hledaných částic a stanovuje limity citlivosti detektorů. Nová studie však ukazuje, že u neelastické temné hmoty se chování tohoto pozadí zásadně mění.

Astrofyzici využili data z přehlídky KiDS-1000 a pomocí algoritmu AMICO katalogizovali více než 9 000 obřích kup galaxií. Tyto obrovské struktury zkoumali v rozsahu vzdáleností až do osmi miliard světelných let.

Silné gravitační čočkování nabízí unikátní pohled na vlastnosti temné hmoty. Nová studie porovnávala standardní model chladné temné hmoty (CDM) s modelem sebeinteragující temné hmoty (SIDM), ve kterém se částice temné hmoty mohou navzájem srážet.

Mezinárodní tým vědců představil simulační projekt GION, který přináší deset vysoce detailních modelů celého pozorovatelného vesmíru. Tyto simulace zachycují vývoj vesmírné pavučiny z temné hmoty až do vzdáleného věku, kdy byl vesmír podstatně mladší (rudý posun z=5).

Lehkou temnou hmotu mohou částice kosmického záření urychlit na vysoké energie, což umožňuje její přímou detekci v obřích neutrinových detektorech. Nová studie zkoumá srážky takto urychlené temné hmoty s jádry uhlíku v kapalném scintilátoru, při nichž dochází k vyražení neutronu.

Gravitační čočkování zakřivuje světlo ze vzdálených galaxií, čímž mění jejich zdánlivou velikost, jasnost i plošnou hustotu. Tento jev, známý jako gravitační zvětšení, poskytuje cenné informace o rozložení hmoty ve vesmíru.

V raném vesmíru docházelo k fázovým přechodům, při nichž vznikaly a rozpínaly se bubliny nového stavu vesmíru. Srážky těchto bublin představují klíčový mechanismus pro vznik temné hmoty a přebytku hmoty nad antihmotou.

Zrychlené rozpínání vesmíru lze vysvětlit úpravami Einsteinovy gravitace, například v rámci Horndeskiho teorie. Aby tyto modely prošly testy ve Sluneční soustavě, využívají takzvaný stínící mechanismus, který potlačuje případnou pátou sílu na malých škálách.

Objev neviditelných částic zvaných axiony by mohl odstartovat zcela nové odvětví astronomie. Nová studie navrhuje propojit pozemské detektory do celosvětové sítě, která dokáže nejen zachytit přítomnost temné hmoty, ale také mapovat její strukturu.

Srážky kup galaxií představují unikátní přírodní laboratoř pro testování vlastností temné hmoty.

Efektivní teorie velkorozměrové struktury popisuje shlukování temné hmoty ve vesmíru. Využívá přitom korekční členy odpovídající tlaku nebo viskozitě, jejichž přesný fyzikální původ byl dosud nejasný.

Astrofyzici využili data z Teleskopu v Atacamě (ACT) z let 2017 až 2022 k hledání ultralehkých částic podobných axionům, které patří mezi hlavní kandidáty na temnou hmotu.

Současná kosmologie čelí klíčovým otázkám týkajícím se temné hmoty, temné energie a napětí v hodnotě Hubbleovy konstanty. Silné gravitační čočkování poskytuje nezávislou metodu k jejich řešení.

Pokud temnou hmotu tvoří ultralehké bosony s přitažlivou samointerakcí, mohou se tyto částice shromažďovat kolem hvězd a černých děr nebo vytvářet samostatné bosonové hvězdy.

Gravitační vlny putující vesmírem mohou být zakřiveny hmotnými objekty, které fungují jako gravitační čočky. Tato čočka však signál zkreslí a vyvolá v něm vlnové interference.

Mapování rozložení galaxií nám pomáhá pochopit fyziku vesmírné inflace – období nejranějšího překotného rozpínání vesmíru. Vědci zkoumají otisky inflace pomocí matematických simulací prvotních hustotních odchylek.

Vesmírný dalekohled Jamese Webba odhalil prastarou galaktickou kupu s nečekaně vysokou koncentrací temné hmoty. Tento nález zpochybňuje dosavadní teorie o vývoji kosmu, protože takto masivní a husté struktury měly podle dosavadních modelů vznikat až v pozdějších fázích.

Standardní model vesmíru předpokládá, že temná energie je konstantní a způsobí věčné zrychlování jeho rozpínání. Nová studie však přináší koncept „relaxační temné energie“, podle něhož je zrychlování pouze přechodnou fází k dosažení rovnováhy v temném sektoru.

Detektor LUX-ZEPLIN, zaměřený na hledání temné hmoty, nedávno zaznamenal neobvyklý přebytek energie o hodnotě 248 keV.

Astrofyzici zkoumali vysokoenergetické gama záření ve vnějších oblastech Mléčné dráhy. Nedávno objevená záře v galaktickém halu vzbudila naděje, že jde o projev anihilace temné hmoty.

Astrofyzici zkoumali vztah mezi vlastnostmi galaxií, jako jsou jejich jas a barva, a hmotností halo z temné hmoty, ve kterých sídlí. Využili k tomu pokročilý model CCMD a rozsáhlá data z přehlídky SDSS.

Astrofyzici představili nový matematický model BOLTS, který zpřesňuje náš pohled na to, jak galaxie kopírují rozložení temné hmoty ve vesmíru.

Detektor temné hmoty LUX-ZEPLIN (LZ) zachytil neobvyklý energetický signál o hodnotě 248 keV. Tento přebytek událostí naznačuje neelastický rozptyl, při němž se částice temné hmoty při srážce s atomovým jádrem přemění na svůj o něco těžší stav.

Jedním z nejsilnějších kandidátů na temnou hmotu byla po desetiletí lehká neutralina – hypotetické částice předpovězené supersymetrickými modely.

Vesmírný teleskop Jamese Webba (JWST) objevil na samotném úsvitu vesmíru překvapivě masivní galaxie a zářivá aktivní galaktická jádra. Tato pozorování představují náročný test pro současné modely vývoje vesmíru a formování temné hmoty.

Astrofyzici často používají „stlačená“ data reliktního záření jako rychlou zkratku pro testování nových fyzikálních teorií přesahujících standardní kosmologický model. Tato nová studie přesně vymezuje, kdy je tato metoda spolehlivá a kdy naopak selhává.

Vědci představili nový teoretický model temné hmoty, takzvaný x-kanál. V tomto scenáři částice temné hmoty téměř vůbec nereagují s Higgsovým bosonem, a to ani na úrovni kvantových smyček.

Vědci zkoumají, zda nedávno zaznamenané vysokoenergetické odrazy v detektoru LZ mohou potvrdit hypotézu o takzvaném „coscatteringu“ – mechanismu, který v raném vesmíru určil množství temné hmoty.

Polarizace reliktního záření může podléhat takzvanému kosmickému dvojlomu – jevu, při němž se rovina kmitání světla z raného vesmíru stáčí. Tento efekt napovídá existenci fyziky za hranicemi Standardního modelu, například axionů tvořících temnou hmotu.

Standardní kosmologické modely často popisují studenou temnou hmotu jako beztlaký „prach“. Tento přístup je jednoduchý, ale selhává v místech, kde se proudy temné hmoty navzájem kříží.

Různé teorie temné hmoty předpovídají existenci drobných podstruktur o hmotnostech nižších než sto milionů Sluncí. Plánovaný vesmírný dalekohled Habitable Worlds Observatory (HWO) využije k jejich detekci jev silného gravitačního čočkování.

Kosmická dvojlomnost je jev, při němž dochází k otáčení roviny polarizace světla přicházejícího z hlubokého vesmíru.

Mezinárodní tým vědců představil nový veřejně dostupný výpočetní kód neckar, který slouží k rychlému a mimořádně přesnému modelování velkorozměrové struktury vesmíru.

Astrofyzici zkoumali, jak běžná hmota – tedy hvězdy, mezigalaktický plyn a prach – ovlivňuje rozložení neviditelné temné hmoty v takzvaných galaktických hala.

Vědci zkoumali, jak příměs temné hmoty ovlivňuje chování extrémně husté hmoty uvnitř neutronových hvězd. Pomocí rozkladu anomálie stopy ukázali, že těžká temná hmota plynule mění vlastnosti hvězdné látky.

Astrofyzici využili první data z přehlídky DESI k dosud nejdetailnějšímu rozboru velkorozměrové struktury vesmíru. Vedle standardního výkonového spektra, které měří vzdálenosti mezi dvojicemi galaxií, poprvé v takovém rozsahu zapojili i takzvané bispektrum.

Magnetické monopóly měly původně symetrizovat Maxwellovy rovnice, ale v experimentech jsme na ně dosud nenarazili. Nová studie rozšiřuje elektroslabou teorii o takzvaný temný sektor, který obsahuje temné fotony a temné monopóly.

Jak spolu soupeří rotace a nerelativistické škálování časoprostoru při vzniku supravodivosti? Teoretičtí fyzici to zkoumali pomocí holografie, která propojuje gravitaci s kvantovou fyzikou.

Astronomové využívají silné gravitační čočkování v galaktických kupách k přesnému měření rychlosti rozpínání vesmíru, tzv. Hubbleovy konstanty.

Nová měření z přehlídky DESI ukazují nesrovnalost s údaji o reliktním záření. Naznačují totiž, že k reionizaci vesmíru – období, kdy světlo prvních hvězd ionizovalo vodíkový plyn – došlo výrazněji, než se dosud předpokládalo.

Simulace temné hmoty jsou klíčovým nástrojem pro pochopení vývoje vesmíru a rozložení galaxií.

Simulace temné hmoty jsou klíčové pro pochopení struktury vesmíru a rozložení galaxií. Detailní počítačové modely, které zachycují i drobné podstruktury (tzv. subhala), jsou však výpočetně nesmírně náročné.

Detektor LUX-ZEPLIN (LZ), určený k detekci temné hmoty, zaznamenal neobvyklý odraz atomového jádra s poměrně vysokou energií 248 keV. Fyzici v nové studii ukazují, že by mohl pocházet ze srážky s neutralinem – hypotetickou částicí, kterou předpovídá supersymetrie.

Pulsarové časovací sítě slouží k detekci jemných struktur temné hmoty, jejich citlivost však výrazně snižuje pozadí nanohertzových gravitačních vln. Nová studie ukazuje, že tento problém lze obejít sledováním dvojic pulsarů vzdálených od sebe méně než jeden parsek.

Vědci dlouho řeší, zda se centra temné hmoty v obřích kupách galaxií nacházejí přesně v místech jejich nejjasnějších galaxií, nebo zda jsou vůči nim posunutá. Případné posuny by totiž mohly odhalit nové vlastnosti temné hmoty.

Současný standardní kosmologický model naráží na teoretické i pozorovací problémy, jako je rozpor v měření rychlosti rozpínání vesmíru. Vědci proto zkoumají model, v němž temná hmota a temná energie vzájemně interagují.

Vesmírný dalekohled Jamese Webba nedávno objevil kandidáta na hvězdy populace III – tedy nejstarší hvězdy bez těžkých prvků – v těsné blízkosti masivní galaxie GN-z11.

Astrofyzici využili dvacetiletý archiv pozorování kosmického teleskopu INTEGRAL k hledání projevů lehkých částic temné hmoty s hmotností pod jeden gigaelektronvolt.

Gravitační vliv Velkého Magellanova oblaku výrazně mění rychlostní rozdělení temné hmoty v okolí Země a vytváří populaci neobvykle rychlých částic. Nová studie zkoumá, jak tento efekt ovlivňuje interpretaci potenciálních signálů z detektoru LZ.

Astronomové s využitím Vesmírného dalekohledu Jamese Webba (JWST) zkoumali světlo z 29 kvazarů, které je gravitačně rozštěpeno na čtyři obrazy. Tento jev způsobuje neviditelná temná hmota.

Astrofyzici se poprvé pokusili změřit slabé gravitační čočkování takzvaného lesa Lyman-alfa – struktury mezigalaktického vodíku, která pohlcuje světlo vzdálených kvazarů.

Plánovaná minidružice CosmoCube o velikosti běžného kufru se vydá k odvrácené straně Měsíce. Tento měsíční štít ji spolehlivě ochrání před rušivým rádiovým šumem ze Země a umožní jí zachytit mimořádně slabé signály z raného vesmíru.

Vědci prozkoumali nový model temné hmoty, v němž částice vzájemně reagují prostřednictvím lehké skalární částice spojené s Higgsovým bosonem. Tato vzájemná interakce závisí na rychlosti částic, což pomáhá vysvětlit strukturu trpasličích galaxií.

Přímé detektory temné hmoty, jako je LUX-ZEPLIN (LZ), zaznamenávají vzácné srážky neznámých částic s atomovými jádry. Nedávný neobvykle silný náraz podnítil vědce k propojení těchto dat s přesnou mapou naší Galaxie ze satelitu Gaia.

Metastabilní neutronové hvězdy mohou pod vlivem temné hmoty projít dramatickou přeměnou na hvězdy kvarkové. Místo sledování přežití jednotlivých hvězd výzkumníci navrhují sledovat celkovou četnost těchto náhlých přechodů v populaci.

Fyzikové navrhli nový teoretický model, který rozšiřuje Standardní model částicové fyziky o novou kalibrační symetrii.

Detektor temné hmoty LUX-ZEPLIN (LZ) zachytil neobvyklý odraz jader xenonu s energií 248 keV. Vysvětlit tento signál bez rozporu s ostatními experimenty představuje pro fyziky oříšek.

Běžná i temná hmota ve vesmíru mohou mít společný původ. Teoretický model νMSM rozšiřuje standardní částicový model o pouze tři těžká neutrina.

Vědci navrhli nový teoretický model, který elegantně vysvětluje nedávné neobvyklé pozorování v detektoru temné hmoty LUX-ZEPLIN. Model počítá s takzvanou neelastickou temnou hmotou, jejíž částice s běžnou hmotou reagují prostřednictvím hypotetického „temného fotonu“.

Astrofyzici navrhli elegantní model temné hmoty, který dokáže jedním tahem vysvětlit dvě odlišná a dlouho diskutovaná pozorování. Model předpokládá existenci částic o hmotnosti 20 až 100 gigaelektronvoltů, které existují ve dvou těsně příbuzných stavech.

Vysokoenergetická neutrina pocházející z aktivních galaktických jader musejí při svém úniku překonat husté shluky temné hmoty v okolí centrálních supermasivních černých děr.

Experiment LZ zachytil neobvyklou srážku o vysoké energii s významností 3,4 sigma, což vzbudilo pozornost fyziků. Vědci zkoumali, zda tento osamělý signál nevysvětluje inelastická temná hmota, jejíž částice při srážce s jádrem xenonu pohlcují energii a mění se na těžší stav.

Původ ultraenergetického kosmického záření zůstává záhadou. Pozorování ukazují nečekanou souvislost mezi těmito extrémními částicemi a velmi vzdálenými blazary, ačkoliv by záření z takových dálek k Zemi dorazit nemělo.

Detektor LUX-ZEPLIN (LZ) zachytil neobvyklý odraz atomového jádra s energií 248 keV, který mohl způsobit střet s temnou hmotou. Fyzikové v nové studii nabízejí vysvětlení pomocí konceptu temné kvantové chromatodynamiky.

Detektor LUX-ZEPLIN (LZ), určený k přímému zachycení temné hmoty, zaznamenal neobvyklý signál o energii 248 keV, který standardní modely neumí snadno vysvětlit.

Pozorování vodíkového signálu o vlnové délce 21 cm z období úsvitu vesmíru umožňuje zkoumat energii, kterou do okolního prostředí uvolňuje anihilace temné hmoty.

Astrofyzikální procesy, jako jsou výbuchy supernov nebo činnost obřích černých děr, vytlačují plyn z galaxií do jejich širokého okolí. Tato takzvaná baryonová zpětná vazba značně komplikuje přesné modelování rozložení hmoty ve vesmíru.

Klasická Einsteinova teorie předpokládá pevně danou geometrii časoprostoru. Nový teoretický model nazvaný IWIST však přichází s elegantní myšlenkou: tvar a vlastnosti časoprostoru nejsou určeny předem, ale vznikají dynamicky přímo z fyzikálních rovnic.

Vědci vyvíjejí převratnou metodu detekce neutrin a temné hmoty pomocí minerálních detektorů. Přírodní i syntetické krystaly dokáží uchovat mikroskopické stopy po srážkách s jádry atomů.

Vědci s pomocí obřích superpočítačových simulací raného vesmíru přesněji určili hmotnost axionů – hypotetických extrémně lehkých částic, které představují jednoho z hlavních kandidátů na temnou hmotu.

Tzv. skotogenický model nabízí elegantní vysvětlení tří zásadních záhad kosmologie: hmotnosti neutrin, podstaty temné hmoty a převahy hmoty nad antihmotou ve vesmíru.

Nedávná měření rozložení galaxií pomocí přístroje DESI odhalila drobný rozpor se standardním kosmologickým modelem, vycházejícím z reliktního záření.

Nedávný neobvyklý signál v detektoru LUX-ZEPLIN (LZ) podnítil fyziky k vytvoření nového modelu temné hmoty. Ten předpokládá existenci dvou stavů temné hmoty propojených částicí podobnou axionu.

Detektor temné hmoty LUX-ZEPLIN zaznamenal ojedinělý náraz s neobvykle vysokou energií. Vědci analyzovali, jaký typ částic temné hmoty mohl tento signál způsobit.

Astrofyzici čím dál častěji využívají gravitační vlny k pátrání po neviditelných strukturách ve vesmíru, jako jsou solitony či temné hvězdy. Dosavadní studie gravitačního čočkování však většinou předpokládaly, že tyto objekty působí jako bodové zdroje.

Standardní model chladné temné hmoty funguje skvěle, avšak samotné částice se stále nedaří zachytit. Astronomové proto pomocí simulací AIDA-TNG testovali, jak rozložení plynu a neutrálního vodíku ovlivňují alternativní modely, jako je teplá či samovazebná temná hmota.

Srážky galaktických kup představují ideální přírodní laboratoř pro studium vývoje velkorozměrové struktury vesmíru. Astronomové se v nové studii zaměřili na masivní a složitou kupu MACS0600, přezdívanou Ďas.

Temná hmota tvoří většinu hmotnosti vesmíru, její podstata je však stále záhadou. Jedním z hypotetických kandidátů jsou takzvané temné fotony, které by se mohly slabě mísit s obyčejným světlem.

Rozsáhlý celosvětový průzkum mezi fyziky odhalil překvapivou nejednotnost v pohledu na největší záhady kosmologie. Většina vědců se neshodla na standardním kosmologickém modelu, dominantní hypotéze temné hmoty ani na jediné teorii kvantové gravitace.

Jedním z nejslavnějších výseků oblohy je pole COSMOS v souhvězdí Sextantu, které astronomům dlouhodobě slouží jako klíčové okno do minulosti vesmíru. V letech 2003 až 2005 tuto oblast detailně nasnímal Hubbleův vesmírný dalekohled.

Snímky z vesmírného teleskopu Euclid ukázaly, že většina blízkých trpasličích galaxií má nečekaně rozptýlený tvar. Vědci navrhují, že za tímto jevem stojí vlnová temná hmota tvořená ultralehkými bozony.

V raném vesmíru docházelo k fázovým přechodům, při nichž vznikaly a rozpínaly se bubliny nového stavu prostoročasu. Rychlost jejich stěn je klíčová pro vznik gravitačních vln, temné hmoty i přebytku hmoty nad antihmotou.

Při hledání temné hmoty na urychlovačích částic mohou vznikat takzvané poloviditelné výtrysky. Ty obsahují jak běžné viditelné částice, tak neviditelné temné hadrony, které se projevují jako chybějící energie.

Detektor LZ, zaměřený na přímou detekci temné hmoty, nedávno zaznamenal ojedinělou událost – odraz atomového jádra s neobvykle vysokou energií 248 keV, kde se neočekával žádný šum pozadí.

Fyzikové vytvořili ucelený teoretický rámec pro zkoumání temné hmoty pomocí efektivní teorie pole. Tento přístup umožňuje propojit neznámé fyzikální procesy probíhající na extrémně vysokých energiích s konkrétními pozorováními v dnešních laboratořích.

Co když temná energie není jen dnešním fenoménem, ale v dějinách vesmíru se objevovala opakovaně? Nová studie předkládá model „axionového žebříku“, v němž několik hypotetických částic (axionů) postupně ovlivňuje kosmickou expanzi.

Kolaborace LUX-ZEPLIN ohlásila jediný kandidát na jaderný odraz s neobvykle vysokou energií a zároveň absenci podobných jevů při nízkých energiích. To nahrává modelům, v nichž temná hmota s jádry interaguje nepružně a potřebuje prahovou energii.

V Einsteinově gravitaci by záření táhnoucí se až k velkému třesku vyrobilo příliš mnoho reliktních gravitonů. Práce zkoumá tutéž otázku v kvadratické gravitaci, kde se raný vesmír chová jinak.