Neutrino ma masę miliard razy mniejszą niż atom wodoru, przez co całkowita masa neutrin może stanowić co najwyżej 20 procent ciemnej materii znajdującej się we Wszechświecie – ocenili astronomowie z Cambridge University na konferencji naukowej w Bristolu.

Odkrycie to udało się uzyskać dzięki analizie rozmieszczenia galaktyk obserwowanych w ramach projektu 2dF Galaxy Redshift Survey (2dFGRS). Projekt ten opiera się o obserwacje wykonane Anglo-Australijskim Teleskopem z Nowej Południowej Walii w Australii. Obecnie skatalogował on położenia i odległości do 220 tysięcy galaktyk, dzięki czemu jest największą trójwymiarową mapą Wszechświata, jaką udało się uzyskać.

Jeszcze kilkanaście lat temu wydawało się, że neutrino nie ma masy. Ostatnio okazało się jednak, że przy tym założeniu nasze obserwacje neutrin słonecznych zupełnie nie chciały się zgadzać z teorią. Dopiero przyjęcie niewielkiej masy neutrina i możliwości przechodzenia jednego typu neutrin w drugie, pozwoliło wyjaśnić problem zbyt małego strumienia neutrin słonecznych.

Późniejsze eksperymenty przeprowadzone przez fizyków przyniosły silne przesłanki za tym, że neutrino faktycznie obdarzone jest niewielką masą.

Istnienie niezerowej masy neutrina ma zasadniczy wpływ nie tylko na problem neutrin słonecznych. Od długiego czasu astronomowie zdają sobie bowiem sprawę, że około 90 procent materii we Wszechświecie stanowi tzw. ciemna materia, o której nie wiemy prawie nic. Chociaż neutrina są bardzo lekkie, jest ich na tyle dużo, że mogą stanowić wyjaśnienie natury choć części ciemnej materii.

Niezerowa masa neutrin miałaby też duży wpływ na początki naszego Wszechświata. Inaczej przebiegałby po prostu proces formowania się pierwszych gromad galaktyk.

Astronomowie pod kierunkiem Ofera Lahava z Cambridge University w Wielkiej Brytanii przeanalizowali uzyskany rozkład przestrzenny odległych, a przez to młodych galaktyk i porównali go z modelami teoretycznymi uzyskanymi przy różnych wartościach masy neutrina.

Porównanie to pokazuje wyraźnie, że neutrino nie może ważyć więcej niż jedna miliardowa część masy wodoru – najlżejszego atomu we Wszechświecie. Świadczy to też o tym, że neutrina nie tłumaczą całkowicie problemu ciemnej materii, bowiem ich masa jest na tyle niewielka, że jesteśmy nią w stanie wyjaśnić istnienie tylko 20 procent ciemnej materii. Pozostałe 80 procent nadal stanowi dla nas zagadkę.

Autor

Marcin Marszałek