Исследовательская команда из Техасского университета в Остине (UT Austin) предложила новую концепцию, которая способна трансформировать современные взгляды на происхождение нашей Вселенной. Согласно их выводам, тёмная материя, составляющая около 27% всей Вселенной, могла появиться незадолго до Большого взрыва, в период космической инфляции.
В основе их теории лежит гипотеза космической инфляции, впервые предложенная физиком Аланом Гутом в 1981 году. Эта теория предполагает, что в самом начале своего существования Вселенная претерпела стремительное расширение, что могло способствовать формированию тёмной материи через процесс, известный как «замораживание». Кэтрин Фриз, ведущий исследователь группы, объяснила особенности их модели: «В отличие от многих других моделей, где образование материи на этой стадии практически устраняется из-за экспоненциального расширения, в нашей модели тёмная материя успешно создаётся во время инфляции».
Учёные предполагают, что тёмная материя возникала из «термальной ванны» в период тёплой инфляции, происходит это из взаимодействия частиц, поддерживающих определённую температуру во время формирования Вселенной. Исследователи выдвигают две гипотезы о происхождении тёмной материи из этого источника. Первый сценарий носит название «вымораживание» и подразумевает, что частицы тёмной материи сначала пребывали в тепловом равновесии с обычной материей, однако, в процессе расширения и охлаждения Вселенной они прекратили взаимодействие с ней, оставив свою плотность неизменной. Однако эта версия была отклонена исследователями, поскольку такие интенсивные события, как инфляция и Большой взрыв, скорее всего, нарушат тепловое равновесие.
Вторая гипотеза утверждает, что частицы тёмной материи изначально не были в тепловом равновесии и формировались благодаря редким высокоэнергетическим взаимодействиям, например, с ультрафиолетовым излучением в ранней Вселенной. В модели, названной «Тёплая инфляция посредством ультрафиолетового замораживания» (WIFI), возникновение тёмной материи совершалось до Большого взрыва, во время кратковременного периода резкого расширения Вселенной, вызванного космической инфляцией.
Бармак Шамс, один из соавторов этой работы, отметил, что «WIFI открывает более широкие перспективы, включая создание других частиц, которые могли сыграть важную роль в ранних этапах формирования Вселенной». Такой подход способен пересмотреть современные теории о происхождении Вселенной и расширить наши знания о природе тёмной материи.
Перспективы и значение этой работы включают дальнейшее изучение взаимодействий тёмной материи с обычной материей, а также возможность проверки модели в будущих экспериментах и наблюдениях. Этот проект может стать основой для пересмотра существующих концепций о происхождении Вселенной и открыть новые горизонты в исследованиях космоса.
Источник: iXBT
