Тёмная материя образовалась, когда быстрые частицы замедлились и стали тяжелыми, утверждает новая теория.

Исследователи из Дартмутского колледжа выдвинули теорию о том, что темная материя возникла из безмассовых, светоподобных частиц в ранней Вселенной, которые быстро конденсировались в массивные частицы посредством спинового взаимодействия. Как сообщает Phys.Org, авторы исследования отмечают, что их теория отличается возможностью проверки с использованием существующих наблюдательных данных. Чрезвычайно низкоэнергетические частицы, составляющие, по их мнению, темную материю, должны оставить уникальный отпечаток на космическом микроволнововом фоне (CMB) – остаточном излучении Большого Взрыва, заполняющем всю Вселенную.

«Темная материя начала свою жизнь как почти безмассовые релятивистские частицы, почти как свет», – говорит Роберт Колдуэлл (Robert Caldwell), профессор физики и астрономии и ведущий автор статьи. «Это полностью противоречит тому, что принято считать о темной материи – это холодные комки, придающие галактикам массу», – добавляет Колдуэлл. «Наша теория пытается объяснить, как она преврнатилась из света в комки».

После всплеска энергии, известного как Большой Взрыв, который, по мнению ученых, вызвал расширение Вселенной 13,7 миллиардов лет назад, космос был заполнен горячими, быстродвижущимися частицами. Эти частицы были похожи на фотоны – безмассовые частицы, являющиеся базовой энергией, или квантами, света. В этом хаосе, согласно Колдуэллу и Гуаньмину Ляну (Guanming Liang), первому автору исследования и старшему студенту Дартмутского колледжа, чрезвычайно большое количество этих частиц объединялось друг с другом. Они предполагают, что эти безмассовые частицы притягивались друг к другу за счет противоположных направлений их спина, подобно притяжению между северным и южным полюсами магнитов. По мере охлаждения частиц, Колдуэлл и Лянь утверждают, что дисбаланс в спинах частиц привел к резкому падению их энергии, подобно быстрому охлаждению пара в воду. Результатом стали холодные, тяжелые частицы, которые, как полагают ученые, составляют темную материю.

Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.