Темная материя может “обращать” обычную материю?

Темная материя – одно из самых загадочных веществ во Вселенной. И ученые, кажется, специально наделили его еще более странными свойствами.

Авторы нового исследования, опубликованного в Physical Review Letters, предположили, что этот невидимый материал может «размножаться», превращая обычную материю в темноту.

Этот вид «разведения» обеспечивает экспоненциальный рост. В общем, в природе он распространен повсеместно: от колоний бактерий до популяций некоторых насекомых, например ос.

«Мы задавались вопросом, может ли темная материя расти экспоненциально, раз ее так много [во Вселенной]? – объясняет один из авторов, физик Джошуа Рудерман, физик элементарных частиц из Нью-Йоркского университета.» Мы нашли простой механизм [этого роста].”

Может ли темная материя

(Изображение предоставлено Shutterstock) – Иллюстрация. Физики предложили новый механизм образования темной материи – через «инверсию» обычного.

Через двенадцать лет темной материи будет 100 лет, а мы до сих пор не понимаем, что это такое. Впервые он был описан швейцарским астрономом Фрицем Цвикки в 1933 году.

Теоретически темная материя – это невидимый брат-близнец нормальной барионной материи, которая состоит из всего, что мы «видим» во Вселенной, как нашими глазами, так и с помощью устройств. Ученые пока не выяснили, из чего состоит эта темная материя и как она образовалась. Но, по оценкам ЦЕРНа, он составляет 85% всей материи во Вселенной. Как вам удалось его рассчитать? От гравитационного воздействия этого чего-то на видимую материю и от реликтового излучения.

Может ли темная материя

(Детский обзор) – Карта темной материи в зоне наблюдения проекта KiDS.

Ученые уже разработали несколько сценариев, объясняющих, почему количество темной материи «заморожено». Теоретически темная материя образовалась в ранней Вселенной, когда частицы «кипятились» в горячем густом «супе» – «термальной ванне”.

Читайте также:  Почему радиация на пути к Луне безопасна

По сценарию замораживания в этом «супе» образовывалась темная материя, которая постепенно увеличивалась в массе. Но Вселенная расширялась, и это «производство» прекратилось, навсегда «заморозив» объем темной материи.

Этот механизм контрастирует со сценарием замораживания, когда темная материя формируется с той же скоростью, что и обычная материя, и достигает «равновесия», когда некоторые из частиц аннигилируют с античастицами. А расширение и охлаждение Вселенной замедлило как образование темной материи, так и процессы быстрой аннигиляции.

Может ли темная материя

(С. Эппс и М. Хадсон / Университет Ватерлоо) – Скопления темной материи между галактиками

Авторы нового исследования разработали другой сценарий, нечто среднее между «замораживанием» и «замораживанием», но в то же время похожий на взаимодействие элементарных частиц.

По их словам, вначале была более обычная материя, но в какой-то момент частицы темной материи начали производить новую темную материю из обычной материи. Столкнувшись с обычными частицами материи, частицы темной материи аннигилировали, но в то же время появились две новые частицы темной материи. Подобно электрону и позитрону, аннигилируя, они генерируют два или три фотона.

Согласно этому сценарию, в какой-то момент вся обычная материя должна была превратиться во тьму, но быстрое расширение Вселенной остановило этот процесс. Темные частицы с меньшей вероятностью столкнутся с нормальными.

В отличие от сценария замораживания, который может объяснить только постепенное (логарифмическое) увеличение количества темной материи, новый сценарий предсказывает экспоненциальный рост. К тому же новый механизм работает только в условиях высоких температур, и расширение Вселенной должно было его остановить.

Расчеты показали, что такой сценарий может объяснить текущее количество темной материи во Вселенной и при этом нет дыр, как в других моделях. Кроме того, авторы заявляют, что их гипотеза может быть проверена, поскольку «отпечаток» этого процесса должен был сохраниться в реликтовом излучении.

Читайте также:  Почему на снимках из космоса не видны звезды

Интересно, успеют ли они объяснить темную материю до ее столетия?

Научная статья была опубликована в DOI:10.1103/PhysRevLett.127.191802 Источники: Science Alert, Live Science, Physics, New Atlas, Science X Network via phys.org.

Нина Кузнецова
Главный редактор , youtesla.ru
Более 30 лет я занимаюсь наукой и технологиями. Товарищи советовали мне делиться самым интересным на просторах интернета. Изучение нового и неопознанного это моя жизнь, узнавайте самое интересное со мной.
Оцените статью
YouTesla.ru
Добавить комментарий