NASA zveřejnila simulaci rozložení temné hmoty z pořadu Dark Universe

NASA v neděli 25. října zveřejnila v rámci své každodenní rubriky Astronomy Picture of the Day snímek počítačové simulace, která znázorňuje rozložení temné hmoty ve vesmíru. Obrázek pochází z planetáriového pořadu „Dark Universe“, který uvádí Hayden Planetarium Amerického muzea přírodní historie (AMNH) v New Yorku. Autory vizualizace jsou Tom Abel a Ralf Kaehler z Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology (KIPAC) při národní laboratoři SLAC.

Snímek zachycuje dvě složky hmoty, které se v simulaci chovají odlišně. Vlákna temné hmoty jsou vykreslena černě a svou strukturou připomínají pavučiny. Podél nich a v jejich uzlech se shlukuje běžná, takzvaná baryonová hmota, kterou autoři zobrazili oranžově. Tento obraz odpovídá současné představě o tom, jak je hmota ve vesmíru uspořádána ve velkých měřítcích.

Popis k obrázku upozorňuje, že gravitace temné hmoty je dnes hlavním vysvětlením hned několika pozorovaných jevů. Týká se to rychlé rotace galaxií, rychlého oběhu galaxií uvnitř kup, silného ohybu světla při gravitačním čočkování i samotného rozložení viditelné hmoty ve vesmíru. Počítačové simulace tohoto typu podle textu poskytují dobrou statistickou shodu s astronomickými pozorováními, což jejich autorům umožňuje srovnávat model s tím, co skutečně vidíme na obloze.

Text se zmiňuje také o temné energii. Ta je podle něj považována za zdroj gravitace ještě silnější než temná hmota, přičemž jde o rovnoměrnější, odpudivou gravitaci. Právě ona v současnosti dominuje rozpínání celého vesmíru. Temná hmota tedy ovlivňuje strukturu a pohyb galaxií a jejich kup, zatímco temná energie určuje, jak se vesmír rozpíná jako celek.

Rubriku Astronomy Picture of the Day redigují Robert Nemiroff, Jerry Bonnell, Cecilia Chirenti a Keighley Rockcliffe. Správcem stránky je Keighley Rockcliffe a odpovědným úředníkem NASA pro vědu je Dana Bolles. Další snímek, který rubrika zveřejnila v pondělí 26. října, nesl název „Orion the Great“.

Simulace temné hmoty patří mezi běžné nástroje současné kosmologie. Protože temná hmota nevyzařuje ani neodráží světlo, lze ji studovat jen nepřímo, podle jejích gravitačních účinků. Počítačové modely proto vycházejí z počátečních podmínek raného vesmíru a sledují, jak se vlivem gravitace postupně vytvářejí vlákna, uzly a shluky. Výsledek se pak porovnává s mapami rozložení galaxií a s měřeními gravitačního čočkování. Vizualizace z pořadu „Dark Universe“ ukazuje tuto strukturu v podobě, která je srozumitelná i pro širokou veřejnost.