Учёные предложили простую и проверяемую теорию происхождения тёмной материи: как охлаждалась вселенная и расширялась тёмная материя

Американские астрофизики предложили теорию, объясняющую природу тёмной материи, составляющей примерно 26,8% от массы Вселенной. Согласно их моделям, тёмная материя могла возникнуть в ранней Вселенной из частиц без массы, которые, теряя энергию, превращались в холодные и тяжёлые скопления. Особенность этой теории в том, что её можно подтвердить, исследуя реликтовое излучение, сохранившееся со времён Большого взрыва.

«Первоначально тёмная материя могла существовать в форме почти безмассовых частиц, подобно свету, — пояснил Роберт Колдуэлл из Дартмутского колледжа, руководитель исследования. — Это противоречит традиционным представлениям о тёмной материи как о скоплениях, придающих массу галактикам». Ученые предполагают, что после Большого взрыва высокоэнергетические частицы, напоминающие фотоны, сталкивались и объединялись в пары благодаря притяжению, вызванному противоположными спинами.

С остыванием Вселенной, дисбаланс этих спинов приводил к резкому снижению энергии частиц, аналогично конденсации воды из пара. Это привело к формированию тяжёлых, холодных частиц, которые стали тёмной материей. Исследователи сравнивают этот процесс с образованием куперовских пар электронов в сверхпроводниках, когда электроны объединяются при низких температурах, обеспечивая бесперебойную проводимость.

Модель объясняет, почему плотность энергии Вселенной резко уменьшилась в процессе её расширения, тогда как плотность массы увеличилась. «Наша теория проста и основана на известных физических процессах, — отметил Лян Гуанмин, соавтор исследования. — Холодные частицы тёмной материи почти не создают давления, и их можно обнаружить на фоне реликтового излучения».

Ученые подчеркивают, что гипотеза может быть проверена с использованием существующих астрономических данных, включая анализ реликтового излучения, проводимый крупными научными проектами.

Источник: iXBT