Что не дает Вселенной распасться: физики предложили новую теорию о происхождении темной материи
Темная материя - невидимое вещество, влияющее на движение звезд и галактик, но его природа до сих пор остается загадкой для науки. Физики из Дартмутского колледжа предложили новое объяснение ее происхождения, предположив, что она может обладать свойствами, подобными сверхпроводникам.
Об этом информирует РБК-Украина со ссылкой на новое исследование, опубликованное в журнале Physical Review Letters.
От частиц без массы до тяжелой темной материи
Согласно новой гипотезе, в первые секунды после рождения Вселенной темная материя существовала в виде горячего "супа" из скорых, легких и безмассовых частиц.
По мере расширения и охлаждения космоса эти элементы начали объединяться в пары по аналогии с электронами в сверхпроводниках.
Этот процесс радикально изменил их свойства.
Как именно:
- частицы приобрели массы и стали медленными;
- сформировалась невидимая субстанция, держащая вместе галактические структуры;
- часть частиц осталась в фоновом состоянии, что может объяснить происхождение черной энергии.
Читайте больше: Астероид 1998 KY26 ведет себя как комета: почему это озадачивает ученых
Сверхпроводимость против стандартных WIMP-частиц
Десятилетиями одним из главных кандидатов на роль темной материи считали WIMP - гипотетические массивные частицы, очень слабо взаимодействующие с обычным веществом.
Однако эксперименты на коллайдерах до сих пор не позволили их обнаружить. Поэтому физики Гуанмин Лян и Роберт Колдвелл решили искать объяснения в другой области науки - физике конденсированных сред, изучающей свойства твердых тел и других материалов.
За основу исследователи приняли явление сверхпроводимости. При определенных условиях, в частности, при очень низких температурах, электроны в материале объединяются в пары, благодаря чему электрический ток проходит без сопротивления.
Ученые допустили, что подобный процесс мог происходить и с частицами темной материи на ранних этапах существования Вселенной.
Такая модель может помочь объяснить, почему звезды в окрестностях галактик двигаются быстрее, чем предполагают расчеты без учета темной материи.
Не пропустите: Массовые вымирания на Земле могли быть не случайными: физик нашел объяснение
Проверка гипотезы и перспективы исследований
Предлагаемая модель является лишь теоретическим предположением, однако ее можно проверить наглядно.
Особенности образовавшихся пар темной материи могут оставлять едва заметные следы в реликтовом излучении - свете, оставшемся со времен, когда Вселенной было около 380 000 лет.
Авторы признают высокую вероятность ошибочности своих первоначальных выводов, однако отмечают важность нестандартных подходов.
"Разгадка тайны темной материи требует использования всех доступных инструментов, от квантовой физики до астрофизики", - резюмируют они.