Темная материя в "водородном лесу": ученые наткнулись на признаки новой физики

С помощью суперкомпьютера физики подтвердили несоответствие между наблюдениями Вселенной и теоретическими предсказаниями о ее структуре. Ученые создали симуляции, в которых использовались данные видимого света из обзоров космоса для уточнения космологических параметров, чтобы определить ограничения на измерения Вселенной и ее эволюции. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, пишет Gizmodo.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

С помощью симуляций физики изучили спектрограммы, которые представляют собой изображения линий излучения водорода во Вселенной. Спектрограммы запечатлели лес Лайман-альфа, плотное скопление линий поглощения в спектрах света квазаров, которые являются одними из самых ярких источников света во Вселенной.

В спектрограммах пики частот указывали на атомы и молекулы, с которыми свет столкнулся на своем пути. Поскольку разные атомы по-разному поглощают свет и оставляют сигнатуру на спектрограмме, то можно отследить их присутствие. Особенно это касается самого распространенного элемента во Вселенной, то есть водорода.

Темной материей называют невидимое вещество, которое составляет 27% всей массы Вселенной. Вместе с таинственной темной энергией темная материя составляет 95% массы Вселенной. Хотя темную материю нельзя увидеть напрямую, ее присутствие можно обнаружить благодаря ее гравитационному влиянию. Сейчас физики считают, что темная материя может состоять из вимпов или слабовзаимодействующих массивных частиц, аксионов или темных фотонов. Но пока точно неизвестно, из чего именно состоит темная материя.

Нанесение на карту распределения темной материи во Вселенной может показать, насколько хорошо теоретические модели Вселенной согласуются с данными наблюдений. Авторы исследования выявили местоположение темной материи в космосе и в качестве указателя на это вещество как раз выступил газообразный водород.

Физики использовали симуляции для определения концентраций темной материи во Вселенной, а также для исследования расхождений между наблюдениями за Вселенной и теоретическими предсказаниями ее структуры.

Авторы исследования считают, что есть две причины, почему они не совпадают. Одна из них заключается в том, что сверхмассивные черные дыры в центрах галактик каким-то образом портят расчеты о структуре Вселенной. То есть с ними происходит нечто странное. Другая причина заключается в том, что существует неизвестная физика.

По словам ученых, если это подтвердится в более поздних наборах данных, то вероятно существует или неизвестная частица, или какой-то новый тип физики. Возможно, черные дыры совсем ни при чем.

Другими словами, для выяснения одной из самых больших неразрешенных загадок Вселенной потребуется больше данных.

Как уже писал Фокус, тайна Солнца раскрыта с помощью 400-летних рисунков известного астронома. Ученые использовали рисунки солнечных пятен Иоганна Кеплера, чтобы разобраться с солнечными циклами.

Также Фокус писал о том, что физики стали ближе к пониманию возникновения материи во Вселенной. Большее количество материи образовалось позже, чем ожидали ученые.