Экзотическая «рыхлая» темная материя формировала длинные нити в ранней Вселенной
AstroNews.ru - 18 Октября 2019 19:19:54
Темная материя, таинственная субстанция, составляющая около четверти всей массы и энергии Вселенной, может состоять из крохотных и экстремально легких частиц, отмечается в новом исследовании. Эта «рыхлая» форма темной материи – называемой так потому, что этим крохотным частицам соответствуют волны гигантской длины, протянувшиеся на огромные расстояния – могла изменить историю космоса и формировать длинные и тонкие нити вместо объемных галактик в ранней Вселенной, согласно результатам моделирования.
Темная материя представляет собой недоступную наблюдениям таинственную субстанцию, которая не испускает света – поэтому она и называется темной материей – однако ее гравитационное воздействие помогает связывать между собой скопления галактик и приводит к тому, что звезды, расположенные на периферии галактик, движутся быстрее, чем ожидалось бы в случае отсутствия этого воздействия. Многие ученые считают, что большая часть темной материи является холодной, то есть она движется относительно медленно. Однако существуют другие гипотезы, согласно которым темная материя, например, может состоять из крохотных и очень легких частиц, движущихся в пространстве с очень высокой скоростью.
«Результаты проведенного нами моделирования показывают, что первые сформировавшиеся галактики и звезды выглядят совсем по-другому во Вселенной, наполненной «рыхлой» темной материей, по сравнению со Вселенной, наполненной холодной темной материей», - сказал один из авторов нового исследования Лаклан Ланкастер (Lachlan Lancaster), магистрант Принстонского университета, США.
Одними из наиболее популярных кандидатов на роль частиц темной материи являются слабо взаимодействующие массивные частицы (ВИМПы), масса которых достигает нескольких сотен или тысяч масс протона. Представление темной материи в форме таких частиц позволяет при моделировании успешно воссоздать крупномасштабную структуру Вселенной, включая огромные пустоты, окруженные длинными, ветвящимися нитями из газа и пыли – известные как космическая паутина. Однако на меньших масштабах такие модели демонстрируют расхождения с наблюдениями. Холодная темная материя должна накапливаться в центрах галактик, но никто до сих пор ее там не обнаруживал.
«Рыхлая» темная материя состоит из частиц невообразимо малой массы, примерно на 27 порядков меньшей, по сравнению с массой электрона. Согласно квантовой механике, таким частицам должны соответствовать волны очень большой длины, достигающей тысяч световых лет, поэтому «рыхлая» темная материя может намного дольше собираться в сгустки вокруг галактик – вместо этого она могла формировать в ранней Вселенной длинные нити, пояснили авторы работы.
Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.