Темна матерія може існувати у прихованому вимірі: фізики запропонували нову теорію
Попри те, що темна матерія становить більшу частину маси Всесвіту, людство досі не змогло її виявити. Нове дослідження припускає, що причина може критися не у технічних обмеженнях, а в особливостях самої будови простору.
Про це пише РБК-Україна з посиланням на наукове дослідження, опубліковане у фаховому віснику Physical Review D.
Команда астрофізиків під керівництвом Ю-Дая Цая висунула гіпотезу, що темна матерія та гіпотетичні частинки - темні фотони - розташовані в прихованому п'ятому просторовому вимірі.
Ця ідея є розвитком класичного концепту Калуци-Клейна 1920-х років, за яким додаткові виміри "згорнуті" на мікроскопічному рівні і тому залишаються непомітними.
Проте на противагу звичайній матерії, яка обмежена чотирма знайомими науці вимірами (трьома просторовими та часом - ред.), темні частинки мають прямий доступ до п'ятого виміру.
Геометричний резонанс: пошуки доказів
Ключовим елементом нової теорії є механізм "резонансу темної матерії".
Замість того щоб просто припустити фіксоване співвідношення мас темного фотона та частинки темної матерії, науковці вивели його безпосередньо з геометрії додаткового виміру.
Що це означає?
На противагу попереднім моделям, які сприймали резонанс як бездоказове припущення, фізики Шеффілда обґрунтували його через математичну форму 5D-простору;
У ранньому Всесвіті цей резонанс забезпечував сильну взаємодію між звичайною та темною матерією;
У міру розширення та охолодження космосу ця взаємодія різко ослабла, що й пояснює, чому сучасні наземні детектори не бачать прямих сигналів.
Астрофізики намагаються перевірити цю теорію експериментально. Зокрема, пошуком темних фотонів займається експеримент NA64 на базі CERN, а також альтернативні проєкти HeRALD та Oscura.
Крім того, модель 5D-резонансу пояснює, чому навколо Чумацького Шляху та Андромеди спостерігається менше карликових галактик, ніж передбачає стандартна космологічна модель.
Хоча прихильники модифікованої ньютонівської динаміки (MOND) намагаються пояснити ці аномалії зміною законів гравітації без введення нових частинок, найновіші дані з космічного телескопа Gaia та супутника Fermi свідчать саме на користь моделей із темною матерією.