Загадочное горячее вещество: открытие полностью меняет представление об эволюции Вселенной

Новое исследование предполагают, что темная материя, самое загадочное вещество во Вселенной, на самом деле могла родиться горячей. Если это так, то лучшая модель эволюции Вселенной, модель Лямбда-CDM, предполагающая холодную темную материю, потребует серьезного изменения. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, пишет Space.

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

Загадочное вещество Вселенной

Темная материя представляет собой головную боль для ученых, ведь она не взаимодействует со светом. Это не только делает темную материю практически невидимой, но и означает, что ученые знают, что она не может состоять из электронов, протонов и нейтронов, из которых состоят атомы обычной материи. Добавьте к этому тот факт, что темная материя во Вселенной в пять раз превосходит по массе обычную материю.

Ученые давно пытаются найти частицы, из которых может состоять темная материя, за пределами Стандартной модели физики элементарных частиц. До сих пор физики отдавали предпочтение во время этих поисков холодной темной материи, но слово "холодная" не относится к температуре, а указывает на скорость движения частиц. "Холодная темная материя" означает, что движутся медленнее, чем свет, а "горячая темная материя" означает, что они движутся со скоростью, близкой к скорости света. В стандартной модели эволюции Вселенной холодная темная материя возникает из горячего и плотного энергетического супа, заполнявшего Вселенную вскоре после Большого взрыва.

Горячая темная материя

Авторы нового исследования предполагают альтернативное происхождение темной материи. Она могла родиться в чрезвычайно горячем состоянии, что открывает альтернативные возможности ее взаимодействия с обычной материей.

Ученые считают, что невероятно горячая темная материя, движущаяся со скоростью, близкой к скорости света, могла родиться во Вселенной в период, называемый постинфляционным перегревом. Это время, когда инфляционное поле, вызывавшее быстрое начальное расширение Вселенной после Большого взрыва, распалось и превратилось в горячую и невероятно плотную среду из излучения и частиц.

На протяжении последних 40 лет ученые считали, что темная материя должна была быть холодной при своем рождении после Большого взрыва. Но результаты исследования показывают, что это не так. На самом деле, темная материя изначально могла быть очень горячей, а затем она стала холодной до начала формирования первых галактик.

Авторы продемонстрировали, что темная материя может прекратить значительное взаимодействие с обычной материей и электромагнитным излучением, оставаясь при этом очень горячей и, следовательно, двигаясь со скоростью, близкой к скорости света.

Если темная материя была создана во время постинфляционного перегрева, то это могло дать темной материи достаточно времени, чтобы начать вести себя как холодная темная материя, способствуя формированию первых галактик путем образования гравитационных волн, в которые группируется обычная материя.

Из чего может состоять темная материя?

Если эта теория верна, то темная материя может состоять нейтрино малой массы, которые еще 40 лет назад исключили из списков кандидатов на роль темной материи, поскольку считалось, что эти частицы должны были уничтожить галактики, а не способствовать их развитию.

Теперь ученые попытаются обнаружить эти частицы, используя эксперименты на Земле, а также обнаружить их в ранней Вселенной. Это исследование может не только раскрыть истинную природу темной материи, но и может помочь составить более ясную картину одного из важнейших, но загадочных периодов эволюции Вселенной, вскоре после Большого взрыва.

Как уже писал Фокус, темная материяможет взаимодействовать с частицами-призраками во Вселенной и это большая проблема, считают ученые.

Также Фокус писал о том, что время не совсем такое, как мы себе представляем. Новое исследование показывает, что модели квантового коллапса имеют далеко идущие последствия для природы времени и его точного измерения.