Темная материя может быть старше Большого взрыва

0

Темная материя, которая, по мнению исследователей, составляет около 80% массы Вселенной, является одной из самых неуловимых загадок в современной физике. Что именно это такое и как оно появилось – загадка, но новое исследование Университета Джона Хопкинса дает ученым основания предполагать, что темная материя могла существовать до Большого взрыва.

«Исследование выявило новую связь между физикой элементарных частиц и астрономией. Если темная материя состоит из новых частиц, которые родились до Большого взрыва, они уникальным образом влияют на способ распределения галактик в небе. Эта связь может быть использована для выявления их «личности» и делать выводы о временах до Большого взрыва», – говорит Томми Тенканен, научный сотрудник по физике и астрономии в Университете Джона Хопкинса и автор исследования.

О происхождении темной материи известно немного, но астрономы показали, что темная материя играет решающую роль в образовании галактик и скоплений галактик. Хотя это и не поддается непосредственному наблюдению, ученые знают, что темная материя существует благодаря гравитационному воздействию на то, как видимая материя движется и распространяется в пространстве.

Долгое время исследователи считали, что темная материя должна быть остатком Большого взрыва. Исследователи долго искали этот вид темной материи, но до сих пор все экспериментальные поиски были безуспешными.

«Если темная материя действительно была остатком Большого взрыва, то во многих случаях исследователи уже видели бы прямой сигнал темной материи в различных экспериментах по физике элементарных частиц», – говорит Тенканен.

Используя новую, простую математическую структуру, исследование показывает, что темная материя могла возникнуть еще до Большого взрыва, в эпоху, известную как космическая инфляция, когда пространство расширялось очень быстро. Считается, что быстрое расширение приводит к обильному производству определенных типов частиц, называемых скалярами. До сих пор была обнаружена только одна скалярная частица, известный бозон Хиггса.

«Мы не знаем, что такое темная материя, но если она имеет какое-либо отношение к каким-либо скалярным частицам, она может быть старше, чем Большой Взрыв. С предлагаемым математическим сценарием нам не нужно предполагать новые типы взаимодействий между видимой и темной материей за пределами гравитации, о которой мы уже знаем, что она существует», – объясняет Тенканен.

Хотя идея о том, что темная материя существовала до Большого взрыва, не нова, другие теоретики не смогли прийти к расчетам, подтверждающим эту идею. Новая работа показывает, что исследователи всегда упускают из виду простейший математический сценарий происхождения темной материи, говорит он.

Данное исследование также предлагает способ проверить происхождение темной материи путем наблюдения сигнатур, которые темная материя оставляет на распределении материи во Вселенной.

«Хотя этот тип темной материи слишком неуловим, чтобы его можно было найти в экспериментах с частицами, он может показать ее присутствие в астрономических наблюдениях. Скоро мы узнаем о происхождении темной материи больше, когда в 2022 году будет запущен спутник Евклид. Очень интересно увидеть, что он откроет о темной материи, и можно ли будет использовать эти знания, чтобы заглянуть во времена до Большого взрыва».

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ