1113
Темна матерія могла виникнути у надзвичайно гарячому стані на ранніх етапах Всесвіту, радикально змінюючи уявлення про її походження та роль у формуванні космічних структур.
Дослідники з Університету Міннесоти та Університету Париж-Сакле запропонували нову інтерпретацію властивостей темної матерії. «Темна матерія» — це невидима форма речовини, що визначає гравітаційну структуру Всесвіту, але не взаємодіє зі світлом. У роботі, опублікованій у Physical Review Letters, автори стверджують, що вона могла бути майже світлошвидкісною під час свого формування. Це суперечить традиційній моделі холодної темної матерії.
Класична теорія виходила з припущення, що темна матерія має бути повільною з моменту «замерзання». «Замерзання» — це етап, коли частинки перестають взаємодіяти з гарячою плазмою раннього Всесвіту. Вважалося, що швидкі частинки згладили б флуктуації речовини. Саме тому холодна темна матерія десятиліттями залишалася домінуючою моделлю.
Автори дослідили період «постінфляційного перегрівання» — фазу після космічної інфляції, коли Всесвіт наповнювався частинками та енергією. Вони показали, що темна матерія могла утворитися в цей час, будучи ультрарелятивістською. Подальше розширення Всесвіту дозволяло їй поступово охолонути. У результаті до моменту формування галактик вона поводилася як холодна.
«Подібний кандидат міг би охолонути настільки, що фактично діяв би як холодна темна матерія», пояснює Кіт Олів. Він нагадує, що нейтрино колись вважалися можливими кандидатами. «Гаряча темна матерія» — це модель, у якій частинки мають дуже високі швидкості на ранніх етапах. Раніше її відкидали через проблеми зі структуроутворенням.
«Темна матерія може бути розпеченою, коли вона народжується», зазначає Стівен Генріх. За його словами, ключовим є не початкова температура, а час для охолодження. Це суттєво розширює простір допустимих моделей темної матерії. Таким чином, гаряче походження не суперечить спостережуваній структурі Всесвіту.
У майбутньому команда планує шукати експериментальні підтвердження. «Ми отримуємо доступ до періоду, дуже близького до Великого вибуху», підкреслює Янн Мамбріні. Новий підхід відкриває шлях до глибшого розуміння ранньої космології. Це може змінити стратегії пошуку темної матерії.
Нова теорія змінює уявлення про походження темної матерії з’явилася спочатку на Цікавості.
