Исследователи из Дартмутского колледжа выдвинули новую гипотезу, которая может помочь разгадать одну из самых больших тайн космологии — природу и происхождение темной материи, составляющей 85% нашей Вселенной. Хотя мы никогда не видели темную материю напрямую, она «выдает» себя через гравитационное влияние на галактики. Как сообщает портал Новая наука, в журнале Physical Review Letters говорится, что темная материя могла появиться вскоре после Большого взрыва благодаря взаимодействиям между безмассовыми частицами, которые, объединяясь, неожиданно теряли энергию и приобретали массу.
Профессор физики и астрономии из Дартмута Роберт Колдуэлл сравнивает это превращение с тем, как пар конденсируется в воду. Он и его команда считают, что темная материя началась с легких частиц, которые в итоге превратились в плотные, тяжелые образования, влияющие на структуру галактик. Это противоречит традиционному мнению, что темная материя — это холодное и пассивное вещество.
После Большого взрыва пространство заполнили горячие частицы, похожие на фотоны. По мнению исследователей, в этом первобытном состоянии множество безмассовых частиц начали объединяться парами, как противоположные полюса магнита. С расширением и охлаждением Вселенной произошел дисбаланс, вызвавший фазовый переход. Это напоминает поведение куперовских пар в физике материалов: при низких температурах электроны образуют пары, проводящие электричество без сопротивления. Колдуэлл и его коллега Лян предполагают, что аналогичный процесс мог привести к образованию темной материи.
Их гипотеза предсказывает специфический сигнал в космическом микроволновом фоне, который можно обнаружить с помощью текущих и будущих проектов, таких как обсерватория Саймонс или инициатива CMB Stage 4. Прелесть этой модели в ее простоте и опоре на уже известные физические концепции.
Теория также предлагает объяснение уменьшения плотности энергии Вселенной со временем. Несмотря на теоретический характер гипотезы, она основывается на математических моделях, которые могут быть проверены в будущем. Колдуэлл подчеркивает, что предложенная концепция открывает новый взгляд на темную материю и ее возможную идентификацию, которую можно будет подтвердить экспериментально.
Ранее сообщалось, что астрономы впервые подтвердили наличие водяного льда в чужой планетной системе.