Загадкова темна матерія робить щось дивне з нашим Всесвітом: що з'ясували фізики

Невидима темна матерія Всесвіту може закручуватися в обертові згустки, пронизані незліченними крихітними вихорами, припускає дослідження, опубліковане в журналі Physical Review D. Фізики пропонують новий погляд на дивну поведінку легкої темної матерії, гіпотетичної субстанції, яка складається з дуже легких елементарних частинок, пише Live Science.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Квантова рідина

Фізики вивчили, що відбувається, коли обертається гало темної матерії, яке оточує галактики. Моделювання показало, що темна матерія може поводитися як надплинна рідина, утворюючи стабільні ядра, що обертаються, пронизані вихровими решітками, і вони схожі на те, що спостерігається під час експериментів у лабораторії.

Якщо зазвичай темну матерію вважають хмарою важких частинок без внутрішньої структури, автори дослідження припускають, що темна матерія складається з частинок, які легше однієї мільйонної маси електрона. Ці частинки не можуть пасивно плавати в просторі, і якщо вони злегка взаємодіють одна з одною за допомогою відштовхувальної сили, вони можуть поводитися швидше як квантова рідина.

Така поведінка рідини дає змогу формувати солітони. Це компактні структури, в яких тяжіння гравітації всередину врівноважується зовнішнім тиском від взаємодій між частинками темної матерії.

Ці солітони можуть мати розмір, еквівалентний зіркам або цілим галактикам, залежно від невідомої маси частинок темної матерії. У більших випадках вони могли б допомогти пояснити, чому в центрах галактик знаходиться менше темної матерії, ніж припускають теорії.

Несподіване відкриття

Фізики змоделювали, що відбувається, коли хмари незвичайної темної матерії обертаються, і отримали несподіваний результат. Замість того, щоб обертатися плавно, як ураган або тверда сфера, солітони утворили внутрішню решітку мікроскопічних вихорів.

Ці вихори не схожі на закручені вітри або вири у воді. Швидше, вони нагадують квантовані вихрові лінії, які з'являються в надтекучих рідинах, таких як рідкий гелій, де рідина обертається не як єдине ціле, а через масив дискретних ниток. У центрі кожного вихору щільність темної матерії падає до нуля, і разом вихори шикуються в регулярний, ґратчастий візерунок.

Торнадо темної матерії формують структуру Всесвіту

Вчені вважають, що деякі вихрові лінії можуть простягатися за межі одного гало темної матерії, з'єднуючи галактики через величезні нитки космічної павутини. Це нитки темної матерії, які формують великомасштабну структуру Всесвіту.

Якщо це правда, це може означати, що квантові ефекти в темній матерії впливають на те, як галактики вирівнюються і рухаються всередині цих ниток.

Але виявити вихрові структури буде складно, кажуть фізики. Оскільки темна матерія не випромінює і не поглинає світло, вчені можуть дізнатися про її присутність тільки завдяки її гравітаційному впливу на видиму матерію, таку як зірки і газ.

Проте, можуть бути способи побачити вплив цих структур. Фізики кажуть, що ці вихори пов'язані з провалами в щільності темної матерії. Таким чином, вони мають характерні особливості гравітаційного потенціалу, які можуть впливати на орбіти зірок або газових хмар у нашій галактиці Чумацький Шлях.

Як уже писав Фокус, вчені вважають, що виявили джерело темної матерії у Всесвіті.

Ще Фокус писав про те, що фізики вирішили 120-річну загадку електродинаміки і вважають, що Ейнштейн був неправий.

Також Фокус писав про те, що марсохід Perseverance знайшов на Марсі чужорідний об'єкт. Марсохід NASA виявив незвичайний абсолютно чорний камінь, який не підходить місцевому ландшафту.