Темная материя — невидимая субстанция, которая «склеивает» галактики. Состав и физические свойства этого загадочного вещества до сих пор не дают покоя астрофизикам, которые пытаются ее понять, выдвигая новые теории. Но что, если на самом деле темная материя когда-то была обычным светом? Эту смелую гипотезу выдвинули физики из Дартмутского университета.
Ученые предполагают, что эта невидимая субстанция, которая составляет 22% массы Вселенной, образовалась из высокоэнергетических безмассовых частиц, внезапно «потерявших» энергию и приобретших массу после Большого взрыва. Результаты исследования опубликованы в Physical Review Letters.
Как свет стал тяжелым?
По новой модели, темная материя родилась в первые мгновения после Большого взрыва, когда пространство было заполнено хаотическими потоками частиц, похожих на фотоны. Они двигались со скоростью света, но из-за особого взаимодействия — подобного магнитному притяжению — начали объединяться в пары. Это привело к резкому падению энергии, как будто горячий пар внезапно превратился в лед.
Этот переход напоминает процесс в сверхпроводниках, где электроны образуют «куперовские пары», движущиеся без сопротивления. Именно эта аналогия вдохновила ученых: если электроны могут резко менять состояние, то и частицы темной материи — так же.
Ключ в космическом излучении
Теория предполагает, что следы этого преобразования можно найти в космическом микроволновом фоне — «эхо» Большого взрыва. Когда частицы темной материи теряли энергию, они оставили уникальный отпечаток в фоне, который могут обнаружить современные обсерватории.
«Мы не придумывали новую физику, — подчеркивает Гуанмин Лян, ведущий автор исследования. — Наша модель проста и базируется на уже известных концепциях. Это делает ее проверку реальной».
Почему Вселенная «остыла»?
Эта метаморфоза объясняет, почему современная Вселенная имеет гораздо меньшую плотность энергии, чем в первые мгновения после Большого взрыва. Лян сравнивает процесс с превращением двойного эспрессо в холодную овсянку: энергия частиц «заморозилась» в массе, создав основу для структуры космоса.
Следующий шаг — анализ данных космического микроволнового фона. Если теория подтвердится, это станет прорывом в понимании эволюции Вселенной. «Мы ближе к разгадке одной из величайших тайн современной физики», — резюмирует Колдуэлл.
Это исследование напоминает: даже в темноте может скрываться свет прошлого.
Ранее мы сообщали о том, как темная материя могла существовать до Большого взрыва.
По материалам scitechdaily.com
