Просмотр новости
Найдите то, что Вас интересует
Спутники
РН
SpaceX
Роскосмос
NASA
СпутникиРНSpaceXРоскосмосNASAУчёные нашли доказательства того, что тёмная материя может не подчиняться правилам
Возможные взаимодействия между тёмной материей и нейтрино могут помочь объяснить устойчивое несоответствие в эволюции космической структуры.
Всё видимое — звёзды, планеты, газ и галактики — составляет лишь малую часть Вселенной. Большая часть космоса заполнена тёмной материей и другими невидимыми ингредиентами, которые учёные всё ещё пытаются понять. Теперь исследователи из Университета Шеффилда нашли доказательства того, что два из этих скрытых компонентов — тёмная материя и нейтрино — могут взаимодействовать друг с другом, что указывает на новую физику, выходящую за рамки стандартной космологической модели.
Тёмная материя составляет около 85% всей материи во Вселенной, однако она никогда не была обнаружена напрямую. Вместо этого астрономы делают выводы о его существовании по гравитационному влиянию, которое оно оказывает на галактики и скопления галактик. Нейтрино — это исключительно лёгкие частицы, которые редко взаимодействуют с веществом, позволяя миллиардам людей проходить через каждый квадратный сантиметр Земли каждую секунду почти незаметно.
Скрытые частицы бросают вызов стандартной теории
Стандартная модель космологии (Lambda-CDM), основанная на Общей теории относительности Эйнштейна, рассматривает тёмную материю и нейтрино как независимые компоненты Вселенной. В этой структуре они не взаимодействуют друг с другом.
Работа Университета Шеффилда, опубликованная в журнале Nature Astronomy, указывает на возможную трещину в этом предположении. Анализ выявил признаки того, что тёмная материя и нейтрино могут взаимодействовать, что могло бы предложить новый способ изучения частей космоса, которые невозможно увидеть напрямую.
Чтобы найти этот сигнал, исследователи сравнивали наблюдения из разных периодов космической истории. Это важно, потому что взаимодействие между тёмной материей и нейтрино влияет не только на невидимые частицы. Она также может оставлять следы в том, как галактики и другие крупные структуры формировались со временем.
Доказательства охватывают космическую историю
Данные охватывают всю историю Вселенной:
Данные о ранней Вселенной поступали из двух основных источников: высокочувствительного наземного космологического телескопа Атакама (ACT) и телескопа Планка, космической обсерватории, управляемой Европейским космическим агентством (ESA) с 2009 по 2013 год. Оба были разработаны для измерения слабого послесвечения после Большого взрыва.
Поздние данные о Вселенной были получены из большого каталога астрономических наблюдений, проведённых с помощью Dark Energy Camera на телескопе Виктора М. Бланко в Чили, а также из карт галактик из Sloan Digital Sky Survey.
Космическое скопление по-прежнему загадочно
Соавтор исследования доктор Элеонора Ди Валентино, старший научный сотрудник Шеффилдского университета, сказала: «Чем лучше мы понимаем тёмную материю, тем больше понимаем, как эволюционирует Вселенная и как её различные компоненты связаны между собой. Наши результаты решают давнюю загадку в космологии. Измерения ранней Вселенной предсказывают, что космические структуры со временем должны были расти сильнее, чем то, что мы наблюдаем сегодня.»
Она продолжает: «Однако наблюдения современной Вселенной показывают, что материя немного менее скоплена, чем ожидалось, что указывает на небольшое несоответствие между ранними и поздними измерениями. Это напряжение не означает, что стандартная космологическая модель ошибочна, но может указывать на её неполность.»
Она заключает: «Наше исследование показывает, что взаимодействия между тёмной материей и нейтрино могут помочь объяснить эту разницу, давая новое понимание того, как формировалась структура во Вселенной.»
Будущие обследования могут проверить это
Следующее испытание будет на основе более чётких наблюдений. Будущие телескопы, эксперименты по космическому микроволновому фону (CMB) и слабые линзовые обзоры могут помочь определить, реально ли это взаимодействие. Слабое линзирование использует крошечные искажения света от далеких галактик для картирования распределения массы по Вселенной, включая массу, которую невозможно увидеть.
Доктор Уильям Джиаре, соавтор исследования и бывший постдокторант Университета Шеффилда, ныне работающий в Университете Гавайев, сказал: «Если это взаимодействие между тёмной материей и нейтрино будет подтверждено, это станет фундаментальным прорывом.
«Это не только пролёт новый свет на устойчивое несоответствие между различными космологическими зондами, но и даст физикам частиц конкретное направление, указывая, какие свойства искать в лабораторных экспериментах, чтобы наконец раскрыть истинную природу тёмной материи.»