Астрофизики поняли, почему им не удается обнаружить темную материю
Logo
Cover

Хотя темная материя составляет около 85% Вселенной, ее крайне сложно обнаружить. Иногда проще сказать, чем она не является. Американские физики сузили зону поиска еще больше: они пришли к выводу, что она легче и взаимодействует с обычным веществом в тысячу раз слабее, чем считалось ранее.

2629

Темная материя называется так потому, что она не излучает свет и не реагирует на него, а также редко взаимодействует с обычным веществом, что делает ее почти невидимой для нас. Единственный способ узнать о ее существовании — заметить ее гравитационное влияние на другие объекты. Чем она является на самом деле и какими свойствами обладает — остается открытым, но у ученых есть несколько версий. Одна из наиболее вероятных — модель Лямбда-CMD. Согласно ей, темная материя «холодная», то есть движется медленнее скорости света и очень редко встречается с обычным веществом.

Модель Лямбда-CMD утверждает также, что темная материя играет важную роль в формировании Вселенной в том виде, в котором мы ее знаем. В начале космос был практически плоским и единообразным, и темная материя слипалась в комки. Постепенно они притягивали и обычное вещество, что заставляло галактики формироваться в структуры, напоминающие гигантскую паутину.

Хотя такая модель хорошо объясняет большие структуры, в масштабе отдельных галактик она справляется не так успешно. Например, если верить ей, то Млечный Путь должны окружать тысячи спутниковых галактик, но пока что обнаружено всего 59.

Специалисты Стэнфордского университета и Национальной ускорительной лаборатории SLAC провели моделирование Вселенной, заполненной темной материей с различными свойствами, и наложили получившиеся гало темной материи на известные структуры спутниковых галактик Млечного Пути, чтобы посмотреть, насколько они совпадают, рассказывает New Atlas.

Они обнаружили, что максимальное совпадение происходит в том случае, когда темная материя обладает более низкой массой и «теплее» (то есть движется немного быстрее), чем считалось ранее. Вдобавок она еще меньше взаимодействует с обычным веществом — примерно в тысячу раз слабее, чем предполагали до того. Это объясняет, почему ни один из экспериментов по обнаружению слабых взаимодействий не зарегистрировал эти сигналы.

«Радует то, что наше исследование удачно объединяет экспериментальные наблюдения современных еле различимых галактик с их поведением в ранней Вселенной», — говорит Итан Надлер, ведущий автор статьи, вышедшей в Astrophysical Journal Letters.

Разумеется, спор о темной материи далек от завершения. Другие ученые предполагают, что она может состоять из электрически заряженных частиц, собираться в «темную жидкость» с отрицательной массой или быть некой формой темного электромагнитизма.