Rovnako ako muchy uviaznuté v hodvábnej pavučine, aj strašidelné častice známe ako neutrína sú zapletené do kozmickej siete galaxií.
Nemajú takmer žiadnu masu. Prechádzajú ako subatomické zjavenia cez inú hmotu a s ňou sotva interagujú.
A predsa tieto záhadné častice zásadne zmenili priebeh vesmíru, ukazuje nový výskum.
Pri pohľade na viac ako 1 milión galaxií vedci určili, ako gravitácia neutrína jemne ovplyvnila miesta, kde sa galaxie prvýkrát spojili po Veľkom tresku. Výsledky poskytujú pohľad na to, čo vedci považujú za najskorší pozorovateľný moment po Veľkom tresku.
Nový výsledok „prispieva k sile nášho presvedčenia, že skutočne chápeme, ako sa vesmír vyvíjal asi za sekundu po Veľkom tresku,“ uviedol spoluautor štúdie Dan Green, kozmológ na kalifornskej univerzite v San Diegu.
Z hot-mess na strašidelný web
Krátko po Veľkom tresku bol vesmír polievkou neutrín, elektrónov, neutrónov, protónov a fotónov. Jednu sekundu za sebou boli neutrína - najľahší a najmenej interagujúci častice - prví, ktorí sa oddelili od zvyšku hmoty a oddialili sa do rozširujúceho sa vesmíru takmer rýchlosťou svetla. Vedci nazývajú túto distribúciu prvých neutrín kozmickým neutrínovým pozadím.
Rýchlo vpred asi 380 000 rokov a vesmír sa dostatočne ochladil, aby protóny a elektróny stuhli na atómy a uvoľnili prvé svetlo vesmíru - kozmické mikrovlnné pozadie. Rýchla expanzia častíc smerom von sa spomalila, keď sa atómy, ťahané gravitáciou, začali zhlukovať. Galaxie sa nadčas vysadili na väčších zhlukoch s najvyššou hustotou a nakoniec vytvorili sieť galaxií viditeľnú dnes vo vesmíre.
Kozmické mikrovlnné pozadie môže poskytnúť pohľad na počiatočnú distribúciu hmoty v pomerne skorom vesmíre. Protóny a elektróny však neboli jedinými vecami, ktoré ovplyvňujú štruktúru vesmíru - úlohu zohrávali aj neutrína.
Pretože neutrína ako prvé opustili polievku častíc a odvtedy sotva interagovali s ničím, likvidovali sa na mierne odlišných miestach ako zhluky atómov. Vedci predpokladali, že to zanechalo mierny, ale viditeľný vplyv na štruktúru kozmického webu. Štúdiom 1,2 milióna galaxií vedci potvrdili, že gravitácia neutrína mierne zmenila štruktúru webu. Ich výsledky boli publikované 25. februára v časopise Nature Physics.
Predtým vedci videli iba nepriame náznaky neutrínových účinkov v kozmickom mikrovlnnom pozadí. „Toto je prvý dôkaz z distribúcie hmoty a galaxií,“ povedal Green pre spoločnosť Live Science
Zatiaľ čo kozmické mikrovlnné pozadie poskytuje snímku vesmíru po niekoľkých stotisíc rokoch, kozmické neutrínové pozadie môže znovu vytvoriť prvých tisíc sekúnd, čo ponúka najskorší pohľad na pozorovateľný vesmír.
Dnes neutrína naďalej unikajú vedcom, ktorí ich študujú, pretože tak slabo interagujú s atómami, tmavou hmotou a dokonca s inými neutrínami. Nové výsledky, ktoré ukazujú slabú interakciu medzi neutrínmi a hmotou, môžu tiež pomôcť vedcom lepšie porozumieť týmto nepolapiteľným časticiam na menších mierkach tu na Zemi.
„Medzi rozsiahlymi a malými štúdiami neutrín je úzka väzba,“ uviedol Bill Louis, fyzik z Národného laboratória v Los Alamos, ktorý sa nezúčastnil nového výskumu. „Kombinácia rozsiahlych a malých štúdií nám pomôže porozumieť viac o neutrínach a kozmológii.“
Tento objav môže byť schopný pomôcť určiť, či existuje iný typ neutrínu okrem troch už známych, povedal Louis pre Live Science.
