Темная материя может существовать так долго, что сложно даже представить: что выяснили физики

Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, пишет Popular Mechanics.

Ученые не понимают, что такое темная материя, но знают, что она существует. Доказательства этому были получены еще более 50 лет назад, когда выяснилось, что видимая масса галактик не может создавать столько гравитации для того, чтобы те не разлетелись на части.

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

В течение следующих десятилетий астрофизики получили больше доказательств того, что подавляющее большинство материи во Вселенной, или более 80%, увидеть нельзя, ведь это темная материя. Чем бы ни была темная материя, она является главной движущей силой во Вселенной благодаря своему огромному гравитационному влиянию, которое контролирует формирование галактик и эволюцию космоса. Ученые пытаются выяснить не только то, из чего состоит темная материя, но откуда она взялась.

Некоторые теории предполагают, что темная материя могла возникнуть еще до Большого взрыва. Но это событие на самом деле было последним шагом еще более катастрофического события, известного как космическая инфляция.

Примерно 13,8 млрд лет назад, когда Вселенная существовала всего ничтожно малую часть секунды, странные квантовые силы ускорили расширение космоса, расширив его до невероятных размеров. Затем эти квантовые силы исчезли, и возникли частицы и излучение, которые заполнили пустой космос. Сотни миллионов лет спустя эти частицы собрались вместе, чтобы сформировать первые звезды и галактики. Но появилась ли темная материя после Большого взрыва или же был задействован какой-то другой механизм?

Шесть лет назад появилась теория, согласно которой квантовые силы, которые привели к появлению космической инфляции, создали и частицы темной материи. Это значит, что вся темная материя возникла, когда космосу было меньше одной триллионной триллионной триллионной доли секунды, и задолго до того, как первые обычные частицы и излучение.

В прошлом году ученые предложили еще одну теорию, согласно которой темная материя образовалась во время фазы нарастания космической инфляции, когда квантовые силы, движущие ею, впервые начали сталкиваться друг с другом. Таким образом темная материя заполнила Вселенную и ее количество остается стабильным несмотря на расширение космоса.

Исходя из этих теорий получается, что темная материя могла возникнуть до обычной материи, но действительно ли она могла сохраниться с течением времени? Это зависит от того, из чего именно состоит темная материя. Некоторые модели предполагают, что темная материя не может распасться ни на что другое, даже в течение миллиардов лет. Другими словами, она, по сути, будет существовать вечно.

Но в некоторых других моделях темная материя может очень редко взаимодействовать сама с собой или с обычной материей и излучением, при этом исчезая и выделяя энергию. Если это так, то ученые должны время от времени видеть свечение распадающейся темной материи из далеких галактик. Это свечение будет иметь форму невероятно слабого излучения на очень определенной длине волны света, которое будет выделяться из общего света галактики.

Чтобы проверить эту теорию астрофизики наблюдали за близлежащими карликовыми галактиками, которые считаются особенно богатыми темной материей. Они решили, что если темная материя распадается, то они смогут обнаружить ее уникальное свечение.

Но ученые вообще ничего особенного не увидели, что наложило верхний предел на то, насколько эффективно может взаимодействовать темная материя. С учетом этих ограничений общая продолжительность жизни темной материи не должна быть короче, чем 10 в 17 степени лет. Это в 10 миллионов раз больше, чем существует Вселенная.

Это означает, что темная материя, чем бы она ни была, могла появиться до того, как появилась Вселенная, какой мы ее знаем. И это также означает, что через триллионы лет после того, как последние звезды умрут, все галактики распадутся, а наша Вселенная прекратит свое существование, темная материя все еще останется.

Как уже писал Фокус, возле Земли произойдет космический взрывв 10 раз ярче Луны. Астрономы обнаружили двойную звездную систему, которая находится относительно близко к нашей планете. Две звезды сближаются, чтобы столкнуться, но перед этим произойдет взрыв сверхновой типа 1a.

Также Фокус писал о том, что подстроить будущие города на Луне помогут бактерии. При этом они же могут помочь поддерживать прочность строительных материалов.