Сенсація в космології: виявлено зв'язок між темною матерією та "частинками-привидами"

Дослідження пояснює, чому сучасний Всесвіт виглядає менш структурованим, ніж передбачали розрахунки, засновані на даних про його ранні етапи розвитку, розповідає 24 Канал з посиланням на Space.com.

Як взаємодія невидимих частинок змінює наше уявлення про Всесвіт?

Дослідницька група з Університету Шеффілда представила дані, що вказують на слабку взаємодію між темною матерією та нейтрино.

Нейтрино отримали своє прізвисько через те, що вони майже не мають маси, не мають заряду та проносяться крізь тверді об'єкти зі швидкістю світла.

Щосекунди крізь тіло людини проходить близько 100 трильйонів таких частинок, не залишаючи жодного сліду. Темна матерія, яка становить близько 85% усієї матерії космосу, також залишається невидимою і проявляє себе лише через гравітаційний вплив.

Традиційна модель Лямбда-CDM стверджує, що ці два компоненти існують незалежно. Проте нове дослідження, опубліковане в журналі Nature Astronomy, свідчить про обмін імпульсом між ними.

Це пояснює давню загадку: сучасний Всесвіт виявився менш "грудкуватим", ніж передбачали спостереження за його раннім станом.

Це дійсно ставить під сумнів стандартну модель?

Співавторка дослідження Елеонора Ді Валентіно зазначила, що хоча стандартна модель не є помилковою, вона може бути неповною. Взаємодія частинок безпосередньо впливає на те, як галактики формувалися та еволюціонували протягом мільярдів років.

Для аналізу вчені використали дані Камери темної енергії в Чилі, Слоанівського цифрового огляду неба, а також космічних обсерваторій ACT та "Планк".

Вільям Джаре з Гавайського університету наголосив, що підтвердження цього зв'язку стане фундаментальним проривом. Це не лише вирішить суперечності між різними методами вимірювання космосу, а й допоможе фізикам зрозуміти, які саме властивості темної матерії варто шукати в земних лабораторіях.

Надалі теорію перевірятимуть за допомогою аналізу реліктового випромінювання – "космічної копалини" часів Великого вибуху – та гравітаційного лінзування, що дозволяє краще бачити розподіл матерії завдяки викривленню світла.

Що таке стандартна модель Всесвіту?

Стандартна модель космології, яку вчені зазвичай називають ΛCDM (Лямбда-CDM), – це загальноприйнята "математична інструкція", яка пояснює, із чого складається наш Всесвіт та як він розвивався протягом майже 14 мільярдів років, як пояснює Майкл Тернер з університету Чикаго, у своїй роботі опублікованій на порталі arxiv.org.

Ця теорія базується на трьох головних компонентах: звичайній матерії, темній матерії та темній енергії.

Звичайна матерія – це все, що ми можемо побачити або відчути: люди, планети, зірки та атоми, проте, за підрахунками вчених, вона становить лише близько 5% від усього вмісту космосу.

Значно більшу частину, приблизно 23 – 27%, займає невидима темна матерія. Хоча ми її не бачимо, вона діє як "космічний клей", чия сила тяжіння не дає галактикам розлітатися в різні боки.

Решта – близько 70% – це темна енергія, загадкова сила, яка змушує Всесвіт розширюватися з дедалі більшою швидкістю.

Цю модель вважають стандартною, оскільки вона найкраще узгоджується з більшістю спостережень, зокрема з "відлунням" Великого вибуху (реліктове випромінювання) та тим, як саме розподілені галактики у просторі.

Проте нові відкриття про взаємодію часток показують, що ця "інструкція" може бути не зовсім повною і потребує доопрацювання.