09.11.2021, 19:36
Темная материя является основным компонентом Вселенной, но как именно в конечном итоге получили именно то количество этого вещества, которое необходимо для удержания Вселенной воедино?
Физики предложили новый механизм, при котором частицы темной материи в ранней Вселенной экспоненциально преобразовывали обычную материю в темную, прежде чем естественным образом замедлялись из-за расширения Вселенной
По оценкам физиков, количество частиц темной материи превышает количество частиц обычной материи в соотношении пять к одному, а сама она играет ключевую роль в крупномасштабной структуре космоса. Его гравитация не только повлияла на формирование зародышей звезд и галактик, но и по сей день удерживает галактики и скопления вместе. Без этой специфической плотности темной материи Вселенная развивалась бы по совершенно разным направлениям.
Но как мироздание достигло такой впечатляющей плотности темной материи? В рамках нового исследования группа ученых предложила новый механизм этого процесса, который, по их словам, относительно прост и может быть проверен в будущих наблюдениях.
Многие модели предполагают, что темная материя родилась из «термальных ванн», первичной плазмы обычных частиц материи в ранней Вселенной. Исходя из этого, новая гипотеза команды следует так называемой модели замораживания. По сути, идея состоит в том, что изначально темной материи было не так много, но термостат из обычных частиц со временем создавал частицы темной материи, пока она достигли плотности, которую мы видим сегодня.
Но модель команды добавляет к этой истории новую деталь: частицы темной материи могут преобразовывать обычные частицы в… еще более темную материю. Эта новая темная материя может затем обратить более обычную материю на темную сторону, что приведет к экспоненциальному росту темной материи. История, достойная экранизации, вам не кажется?
Конечно, эта модель в конечном итоге приведет к тому, что во Вселенной будет преобладать одна лишь темная материя, но в наше понимание космоса уже встроен интригующий механизм самоограничения: расширение. Уровни темной материи могли очень быстро возрастать в ранней Вселенной, потому что обычная материя в то время была чрезвычайно плотной. Но по мере того, как Вселенная расширялась и вещество распространялось в пространстве космоса, топливо для процесса «затемнения» материи становилось все меньше и он начал естественным образом замедляться.
Исследователи продемонстрировали, что модель работает для объяснения текущей плотности темной материи и может работать с различными массами ее частиц. Это также помогает залатать дыры в других моделях, которые в остальном хорошо подходят для объяснения наблюдений, но всегда упираются в какое-то ограничение.
Что немаловажно — новую модель можно проверить на практике. Команда собирается заняться этим в самое ближайшее время, так что будем ждать результатов их новых работ.
