Темная материя, которая, по мнению исследователей, составляет около 80% массы Вселенной, является одной из самых неуловимых загадок в современной физике. Что именно это такое и как она произошла? Новые исследования предполагают, что темная материя, возможно, существовала до Большого Взрыва.
"Исследование выявило новую связь между физикой частиц и астрономией. Если темная материя состоит из новых частиц, которые родились до Большого взрыва, они влияют на то, как галактики распределяются в звездном небе уникальным образом. Эта связь может быть использована, чтобы сделать выводы о временах до Большого взрыва" -Tommi Tenkanen
Хотя о её происхождении известно немного, астрономы понимают, что темная материя играет решающую роль в формировании галактик и их скоплений. Ученые знают, что темная материя существует благодаря ее гравитационному воздействию на то, как видимая материя движется и распределяется в пространстве.
Долгое время исследователи считали, что темная материя должна содержать в себе остаточные вещества после Большого Взрыва. Они давно искали этот вид темной материи, но до сих пор все экспериментальные поиски были безуспешны.
"Если темная материя действительно была остатком Большого Взрыва, то во многих случаях исследователи должны были уже видеть прямой сигнал темной материи в различных экспериментах по физике частиц" -Tommi Tenkanen
Используя новую, простую математическую структуру, исследование показывает, что темная материя, возможно, была произведена до Большого Взрыва, в эпоху, известную как космическая инфляция, когда пространство расширялось очень быстро. Считается, что быстрое расширение приводит к обильному образованию определенных типов частиц, называемых скалярными. До сих пор была открыта только одна скалярная частица - знаменитый бозон Хиггса.
Хотя идея о том, что темная материя существовала до Большого Взрыва является не новой, другие теоретики не смогли придумать расчеты, которые поддерживают эту идею. Новое исследование показывает, что ученые всегда упускали из виду простейший математический сценарий происхождения темной материи.
Новое исследование также предлагает способ проверить происхождение темной материи, наблюдая за сигнатурами темной материи на распределении материи во Вселенной.
Хотя этот тип темной материи слишком неуловим для экспериментов с частицами, он может обнаружить свое присутствие в астрономических наблюдениях. Мы скоро узнаем больше о происхождении темной материи, когда спутник Евклида будет запущен в 2022 году. Будет очень интересно посмотреть, что нам расскажут о темной материи, и есть надежда, что результаты ученых можно будет использовать, чтобы заглянуть во времена до Большого Взрыва.