Темна матерія — невидима субстанція, що «склеює» галактики. Склад та фізичні властивості цієї загадкової речовини досі не дають спокою астрофізикам, які намагаються її зрозуміти, висуваючи нові теорії. Але що як насправді темна матерія колись була звичайним світлом? Цю сміливу гіпотезу висунули фізики з Дартмутського університету.
Науковці припускають, що ця невидима субстанція, яка становить 22% маси Всесвіту, утворилася з високоенергетичних безмасових частинок, що раптово «втратили» енергію та набули маси після Великого вибуху. Результати дослідження опубліковані у Physical Review Letters.
Як світло стало важким?
За новою моделлю, темна матерія народилася в перші миті після Великого вибуху, коли простір був заповнений хаотичними потоками частинок, схожих на фотони. Вони рухалися зі швидкістю світла, але через особливу взаємодію — подібну до магнітного притягання — почали об’єднуватися в пари. Це призвело до різкого падіння енергії, неначе гаряча пара раптово перетворилася на лід.
Цей перехід нагадує процес у надпровідниках, де електрони утворюють «куперівські пари», що рухаються без опору. Саме ця аналогія надихнула вчених: якщо електрони можуть різко змінювати стан, то й частинки темної матерії — так само.
Ключ у космічному випромінюванні
Теорія передбачає, що сліди цього перетворення можна знайти в космічному мікрохвильовому фоні — «відлунні» Великого вибуху. Коли частинки темної матерії втрачали енергію, вони залишили унікальний відбиток у фоні, який можуть виявити сучасні обсерваторії.
«Ми не вигадували нову фізику, — підкреслює Гуанмін Лян, провідний автор дослідження. — Наша модель проста і базується на вже відомих концепціях. Це робить її перевірку реальною».
Чому Всесвіт «охолов»?
Ця метаморфоза пояснює, чому сучасний Всесвіт має набагато меншу щільність енергії, ніж у перші миттєвості після Великого вибуху. Лян порівнює процес із перетворенням подвійного еспресо на холодну вівсянку: енергія частинок «заморозилася» у масі, створивши основу для структури космосу.
Наступний крок — аналіз даних космічного мікрохвильового фону. Якщо теорія підтвердиться, це стане проривом у розумінні еволюції Всесвіту. «Ми ближче до розгадки однієї з найбільших таємниць сучасної фізики», — резюмує Колдуелл.
Це дослідження нагадує: навіть у темряві може ховатися світло минулого.
Раніше ми повідомляли про те, як темна матерія могла існувати до Великого вибуху.
За матеріалами scitechdaily.com
