Nová fascinujúca teória, ktorá konečne skvele ukazuje, že sú to gravitačné vlny, ktoré sú pôvodom temnej hmoty! Súvisí to s tým, že gravitačné vlny nie sú jednotného charakteru, ale sú rôznorodé!

Čo je temná hmota a ako vznikla? To je  veľká záhada kozmu, na ktorú astrofyzika až dosiaľ nenašla uspokojivú odpoveď, hoci bolo vypracovaných viacero teórií a hypotéz. 

Teraz obsiahla nová štúdia presvedčivo naznačuje, že konečne vedci vytvorili teóriu, ktorá je podľa všetkého skutočne tá „pravá“, lebo je logicky úplne korektná a konzistentná a bez najmenších logických paradoxov.

V jadre hovorí, že  za vznik temnej hmoty v raných štádiách formovania nášho vesmíru je zodpovedný špecifický typ gravitačných vĺn. Tieto takzvané stochastické gravitačné vlny boli veľmi pravdepodobne všadeprítomné v ranom vesmíre.

Planéty, hviezdy, dokonca aj život na Zemi – tie sa skladajú z viditeľných častíc. Tento typ hmoty však tvorí iba asi štyri percentá nášho kozmu. Prevažná väčšina je neviditeľná a pozostáva z temnej hmoty a temnej energie.

Temná hmota tvorí asi 23 percent nášho vesmíru. Astrofyzikálne pozorovania potvrdzujú, že temná hmota preniká celým vesmírom a tvorí galaxie, ako aj najväčšie známe štruktúry vo vesmíre. Zatiaľ však presne nevieme, z ktorých častíc sa skladá. Množstvo teórií a experimentov hľadá odpoveď na túto otázku.

Gravitačné vlny sú typom oscilácie v časopriestore, zvyčajne spôsobenej niektorými z najintenzívnejších a najenergetickejších procesov vo vesmíre, ako je napríklad zlúčenie dvoch čiernych dier alebo neutrónových hviezd.

Stochastické gravitačné vlny na druhej strane pochádzajú z iných javov, ktoré nezahŕňajú masívne kozmologické objekty. Ich signál je zodpovedajúcim spôsobom slabší a tvorí súčasť pozadia mnohých vĺn, ktoré prechádzajú naším vesmírom. Často sú však extrémne staré.

Mnohé z ich pôvodných javov sa vyskytli v najskorších štádiách vývoja nášho vesmíru, ako napríklad takzvané fázové prechody hmoty, keď sa vesmír ochladzoval po horúcom Veľkom tresku, alebo prvotné magnetické polia.

 „V tejto práci skúmame možnosť, že gravitačné vlny, o ktorých sa predpokladá, že boli v ranom vesmíre všadeprítomné, sú čiastočne premenené na častice tmavej hmoty,“ vysvetľuje Kopp. „To vedie k novému mechanizmu produkcie tmavej hmoty, ktorý ešte nebol preskúmaný.“

Kopp a Maleknejad vo svojej štúdii ukazujú, že gravitačné vlny mohli viesť k vzniku bezhmotných alebo takmer bezhmotných fermiónov. Fermióny sú skupinou častíc, ktorá zahŕňa elektróny, protóny a neutróny. Tieto fermióny z raného vesmíru potom nadobudli hmotnosť a vytvorili častice tmavej hmoty, ktoré existujú dnes.

„Ďalším krokom v tomto smere výskumu je prekročiť rámec našich analytických odhadov a vykonať numerické simulácie s cieľom zlepšiť presnosť našich predpovedí. Ďalším smerom budúceho výskumu je skúmať ďalšie možné účinky gravitačných vĺn v ranom vesmíre.

Jedným z príkladov by mohol byť mechanizmus, ktorý by viedol k známemu rozdielu v množstve produkovaných častíc a antičastíc,“ hovorí Kopp.