Темна матерія залишається однією з найбільших загадок сучасної астрофізики. Хоча вона, згідно з провідними теоріями, становить близько 80% матерії у Всесвіті, до цього часу її не вдалося безпосередньо виявити. Американські вчені з Техаського університету в Остіні запропонували нову модель, яка може пояснити походження цього загадкового компонента. Дослідження опубліковано в журналі Physical Review Letters (PRL).
Модель “теплої інфляції” через ультрафіолетове заморожування
Нова концепція отримала назву “Модель теплої інфляції через ультрафіолетове заморожування” (Warm Inflation via Ultraviolet Freeze-In, WIFI). Вона розвиває ідеї космічної інфляції, вперше запропоновані фізиком Аланом Гутом у 1981 році. Теорія інфляції припускає, що в перші миті існування Всесвіту він надзвичайно швидко розширився — у 10^26 разів за 10^-36 секунд. Після цього розширення продовжувалося, але значно повільніше.
Згідно з новою моделлю, інфляція могла також сприяти утворенню темної матерії через рідкісні взаємодії частинок у цей період. Це означає, що темна матерія могла виникнути до Великого вибуху.
Як працює модель
Основна ідея моделі полягає у використанні квантового поля, що керує інфляцією, відомого як інфлятон. Під час інфляції інфлятон втрачає частину своєї енергії у вигляді випромінювання. Це випромінювання, в свою чергу, виробляє частинки темної матерії через механізм, названий ультрафіолетовим заморожуванням. Таким чином, уся темна матерія, яку ми можемо спостерігати сьогодні, могла утворитися під час цього короткого, але критичного періоду.
Перевірка теорії
Астрофізики сподіваються, що їхню модель вдасться перевірити протягом наступного десятиліття за допомогою досліджень космічного мікрохвильового фону. Цей залишковий “відгомін” Великого вибуху містить ключову інформацію про ранні етапи існування Всесвіту. Якщо модель WIFI отримає експериментальне підтвердження, це стане важливим кроком у розумінні природи темної матерії.
Значення дослідження
Робота техаських учених відкриває нові горизонти у вивченні темної матерії. Їхня модель не лише пояснює можливе походження цього феномена, але й ставить питання про фундаментальні механізми, які керували формуванням Всесвіту. Якщо теорія отримає підтвердження, це змінить уявлення про перші моменти існування космосу і стане важливим внеском у сучасну науку.
Читайте також: Вчені розповіли про дзеркальний Всесвіт, який рухається назад у часі
Підписуйся на наш Telegram-канал