Темна матерія може втрачати масу: нове відкриття фізиків

Міжнародна група науковців з Інституту теоретичної фізики «Периметр» опублікувала в журналі Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP) результати дослідження, які можуть змінити уявлення про темну матерію. Вони припустили існування так званої «темної сили» — прихованої взаємодії притягання, що діє лише між частинками темної матерії та не впливає на звичайну речовину.

Тривалий час стандартна космологічна модель вважала, що темна матерія взаємодіє лише через гравітацію. Проте точні спостереження за реліктовим випромінюванням і розширенням Всесвіту виявили невеликі розбіжності між теорією та реальними даними. Щоб пояснити ці аномалії, фізики розрахували модель, у якій частинки темної матерії відчувають додаткову далекодіючу силу.

Результати виявилися несподіваними. Інтуїтивно здавалося б, що додаткове притягання має пришвидшити злиття темної матерії та формування галактик. Натомість виявилося, що під дією цієї сили частинки темної матерії під час космічного розширення поступово втрачають масу. Це послаблює їхній загальний гравітаційний вплив, і в підсумку ефект втрати ваги повністю компенсує дію прихованої сили. Як наслідок, ріст найбільших структур Всесвіту, зокрема надскупчень галактик, сповільнюється.

Для батьків і студентів, які цікавляться космологією, це відкриття означає, що наші уявлення про темну матерію можуть бути неповними. У найближчі роки астрономи планують нові спостереження, зокрема з використанням даних Спектроскопічного інструменту темної енергії (DESI), щоб точніше визначити характеристики цієї взаємодії. Це дослідження відкриває нові питання про природу Всесвіту та нагадує, що навіть усталені теорії можуть змінюватися під тиском нових даних.