От Большого Взрыва до Темного: новый взгляд на происхождение Вселенной

Вместо одиночного Большого Взрыва, который, как считалось, дал начало Вселенной миллиарды лет назад, космологи начинают подозревать, что могло произойти второе преобразующее событие. Это могло бы объяснить обширное наличие темной материи во Вселенной.

Как сообщает издание New Scientist, недавние исследования ранних этапов Вселенной, всего лишь спустя миллионы лет после Большого Взрыва, могут предоставить новые данные о так называемом "темном" Большом Взрыве. Это может помочь решить проблему, которая беспокоит астрономов уже почти полвека.

Темная материя — это гипотетическая форма материи, которая не взаимодействует со светом или электромагнитными полями. Однако предполагается, что она составляет примерно 27% известной Вселенной.

Астрономы долгое время пытались объяснить, почему скопления галактик движутся таким образом, который не может быть описан существующей Стандартной моделью физики. Для того чтобы сделать математические расчеты сходящимися, доминирующим объяснением является существование большого количества невидимого вещества.

Несмотря на все усилия, мы до сих пор не можем наблюдать эту материю напрямую. Некоторые исследователи задаются вопросом, мог ли второй Большой Взрыв породить этот экзотический тип вещества после образования обычной материи, с которой мы привыкли иметь дело.

"Люди всегда предполагают, что все было создано одновременно в один Большой Взрыв, но кто может это знать наверняка?" — говорит Кэтрин Фриз, профессор физики из Университета Техаса в Остине.

В еще не прошедшей рецензирование статье Фриз и ее коллеги предполагают, что "Темный Большой Взрыв" мог произойти, когда Вселенной был меньше месяца.

Они предполагают, что это событие могло сформировать несколько типов темной материи, включая "темнозилл" — частицы огромных размеров, в 10 триллионов раз превышающие массу одного протона.

Однако, если это событие происходило постепенно, а не внезапно и сильно, Темный Большой Взрыв мог бы произвести более легкие частицы "темные каннибалы", которые поглощают друг друга при каждом столкновении.

Эти частицы похожи на одного из ведущих кандидатов на роль темной материи, называемого "слабо взаимодействующими массивными частицами" ( Вимп ), которые астрономы предполагали на протяжении десятилетий, чтобы объяснить загадочные силы, выходящие за рамки Стандартной модели физики.

Фриз надеется, что изучение гравитационных волн, исходящих от гравитационного фона Вселенной, поможет пролить свет на ее теорию Темного Большого Взрыва.

Ее работа является частью большого изменения в астрономическом сообществе. Вместо одного большого события, которое создало Вселенную, космологи теперь задаются вопросом, не проходила ли Вселенная через несколько фазовых переходов, постепенно приводя к существованию всего, от материи до темной материи.

Измеряя нарушения в сигналах, отправляемых высокомагнитизированными нейтронными звездами, называемыми пульсарами, ученые пытаются определить происхождение этих гравитационных волн или ряби в пространстве-времени, в надежде получить представление о первых днях Вселенной.

Возможно, тогда мы сможем приблизиться к разгадке тайны существования темной материи — или понять, могут ли "темнозиллы" или "темные каннибалы" объяснить значительную часть вещества, окружающего нас.