Že je vesmír pustý a prázdný? V některých regionech snad ano, ale jinak je plný nejrůznějších zázraků. A čeho je v něm nejvíce? Je to možná překvapující, ale nejnovější měření ukázala, že téměř 69 procent vesmíru tvoří temná energie..
Více než dvě třetiny kosmu tak tvoří substance, o které téměř nic nevíme. Zbývajících 31 procent připadá na hmotu, a to jak na tu, se kterou se běžně setkáváme, tedy částice a síly tvořící vše, co vidíme, tak na temnou hmotu, tajemného gravitačního poltergeista zodpovědného za pohyby a efekty, které v současnosti nelze vysvětlit jinak než její existencí.
Ona běžná hmota se rovněž nazývá baryonová. „Kosmologové se domnívají, že jen asi dvacet procent veškeré celkové hmoty tvoří baryonová hmota, která zahrnuje hvězdy, galaxie, atomy, a která vytváří i život,“ vysvětluje astronom Mohamed Abdullah z Národního výzkumného ústavu astronomie a geofyziky v Egyptě a z univerzity v Čibě v Japonsku.
„Přibližně osmdesát procent tvoří temná hmota, jejíž záhadnou povahu zatím neznáme, ale může se skládat z některých dosud neobjevených subatomárních částic.“.
Temná energie je naproti tomu spíše sílou. Ani o ní nevíme, co je vlastně zač. Je to název, který dáváme záhadnému motoru, který pohání zrychlující se rozpínání vesmíru. Opakovanými měřeními bylo zjištěno, že tvoří většinu hustoty ve vesmíru, a to v množství, které se pohybuje kolem sedmdesáti procent.
Stejně jako je tajemná podstata temné energie, tak stále neznáme rychlost rozpínání vesmíru, tedy jejího nejviditelnějšího projevu. Existuje však mnoho dobrých důvodů, proč se o určení této rychlosti vědci snaží.
Zjištění hustoty hmoty a energie ve vesmíru by mohlo badatelům pomoci zjistit, co je temná energie, jak ovlivnila dosavadní rozpínání vesmíru a co by se mohlo stát v budoucnu. tedy zda se bude vesmír rozpínat navždy nebo dosáhne kritické meze, začne se smršťovat, až se nakonec zhroutí v tzv. velkém křachu, tedy opaku velkého třesku.
Jeden ze spolehlivých způsobů, jak zjistit, kolik temné energie ve v kosmu skrývá, se opírá o kupy galaxií. Ty se totiž skládají z hmoty, která se pod vlivem gravitace spojila za celou dobu existence vesmíru, tedy přibližně za 13,8 miliardy let.
Porovnáním počtu galaxií v kupě a jejich hmotností s numerickými simulacemi pak mohou vědci vypočítat poměr hmoty a energie. „Protože současné kupy galaxií vznikly z hmoty, která se během miliard let zhroutila pod vlastní gravitací,“ vysvětluje astronom Gillian Wilson z Kalifornské univerzity v Mercedu, „počet kup pozorovaných v současnosti, je velmi citlivý na kosmologické podmínky a zejména na celkové množství hmoty.“.
Protože však většinu hmoty ve vesmíru tvoří temná hmota, je obtížné změřit hmotnost kupy galaxií přímo. Místo toho vědci určili hmotnost kup galaxií ve své databázi, kterou pečlivě analyzovali pomocí speciální techniky, aby se ujistili, že každá z nich zahrnuje pouze kupy galaxií, a to tak, že spočítali počet galaxií v každé z nich.
Vzhledem k tomu, že hmotnější kupy mají více galaxií, což je vztah známý jako vztah hmotnosti a množství (MMR), mohli vědci odhadnout celkovou hmotnost každé ze svých vybraných kup.
Poté provedli matematické simulace, aby vytvořili kupy galaxií s proměnlivým podílem temné energie a hmoty. Simulace, které byly nejblíže pozorovaným kupám galaxií, vycházeli ze situace, kdy je vesmír tvořen z 31 procent hmotou.
Tyto výsledky více méně odpovídají předchozímu výzkumu, který došel k závěru, že podíl temné energie je 68,5 % a hmoty 31,5 %. Je také ve velmi dobré shodě s dalšími měřeními hustoty hmoty a energie ve vesmíru, což naznačuje, že fyzici a astronomové jsou přesnému výpočtu už na dohled.
„Podařilo se nám provést první měření hustoty hmoty pomocí MRR, které je ve vynikající shodě s hustotou získanou Planckovým teleskopem pomocí metody kosmického mikrovlnného pozadí,“ říká astronom Tomoaki Ishiyama z university v japonské Čibě.
„Tato práce dále dokazuje, že kalkulace pomocí hustoty shluků jsou konkurenceschopnou metodou pro výpočet kosmologických parametrů,“ dodává.
