Новая теория рождения тёмной материи представлена учёными

Фото из открытых источников

Группа физиков-теоретиков предложила новую смелую гипотезу происхождения темной материи. Расчеты гласят, что в первые мгновения после Большого взрыва первичные гравитационные волны могли обратиться в легкие частицы, впоследствии получившие массу и ставшие невидимой субстанцией, которая и формировала галактики.

Немецкие исследователи из Майнцского университета имени Иоганна Гутенберга и британские из университета Суонси выдвинули гипотезу, что гравитационные волны могли стать ключевым звеном создания темной материи на ранних этапах существования Вселенной. Результатами работы авторы поделились в журнале Physical Review Letters.

Природу темной материи до сих пор считают одной из величайших тайн современной физики элементарных частиц. Видимая материя — от планет и звезд до земных живых организмов — это лишь 4% от общей массы Вселенной. Всё остальное - это невидимая глазу часть космоса, состоящая из таинственной темной энергии и темной материи.

Хорошо известно о колоссальном гравитационном влиянии, благодаря которому формируются и удерживаются галактики, но ученым до сих пор неизвестно, из чего именно составлена темная материя. Новая научная работа говорит о нестандартном механизме ее появления, связывая рождение невидимых частиц со стохастическими гравитационными волнами, что постоянно пронизывают космическое пространство.

Сами гравитационные волны - это рябь в ткани пространства-времени. Возникают они не только как результат катастрофических столкновений чёрных дыр, но и по итогам более спокойных фоновых процессов, не связанных с массивными объектами. Данные древние и слабые флуктуации рождены в первые фазы после Большого взрыва, когда Вселенная мощно охлаждалась, или формировались под действием первичных магнитных полей.

Подобные реликтовые волны в экстремальных условиях раннего космоса могли порождать фермионы — обширный класс частиц, к которым относятся электроны и протоны. Поначалу у них практически не было собственной массы, но Вселенная расширялась, и параллельно тяжелели фермионы, постепенно эволюционировав в современную темную материю.

В ближайшей перспективе физики намерены провести численные расчеты для уточнения прогнозов. Одновременно будут активно изучать и иные возможные параметра влияния гравитационных волн в ранней Вселенной, в том числе, потенциальное объяснение физической асимметрии между объёмами рожденной материи и антиматерии.