Новое исследование показывает, что загадочная темная материя может слабо взаимодействовать с нейтрино — так называемыми «призрачными частицами». Если это подтвердится, речь идет о серьезном шаге вперед в понимании строения Вселенной.
Исследование опубликовано в научном журнале Nature Astronomy.
Нейтрино называют «призрачными», потому что они почти не взаимодействуют с другими частицами. Они не имеют электрического заряда, имеют чрезвычайно малую массу и движутся почти со скоростью света. Каждую секунду через тело человека пролетают десятки триллионов нейтрино, и мы этого не чувствуем. Темная материя ведет себя похожим образом: она составляет около 85% всей материи во Вселенной, но почти не взаимодействует с обычным веществом и светом. О ее существовании ученые узнают только по гравитационному воздействию.
Команда исследователей из Университета Шеффилда предполагает, что между темной материей и нейтрино все же существует очень слабое взаимодействие — в виде незначительного обмена импульсом. Это противоречит стандартной космологической модели ΛCDM, которая считается основной моделью эволюции Вселенной и предполагает,
что темная материя и нейтрино не влияют друг на друга.
Основанием для таких выводов стали данные из нескольких источников: наблюдения современной Вселенной с помощью камеры Dark Energy Camera в Чили, карты галактик из Sloan Digital Sky Survey, а также информация о ранней Вселенной, собранная телескопами Atacama Cosmology Telescope и космическим аппаратом Planck Европейского космического агентства.
Эти наблюдения показали, что современная Вселенная менее «сгруппирована», чем прогнозируют расчеты. По словам ученых, взаимодействие темной материи с нейтрино могло влиять на формирование галактик и крупных космических структур, делая их менее плотными.
В исследовании отмечается, что измерения ранней Вселенной указывают на более быстрый рост космических структур, чем то, что наблюдается сейчас. В то же время современные данные показывают, что материя распределена немного равномернее, чем ожидалось. Авторы подчеркивают: это не означает, что стандартная модель неправильная, но она может быть неполной.
Следующий шаг — проверить эту гипотезу с помощью более точных наблюдений.
В частности, речь идет об исследовании реликтового излучения — космического микроволнового фона, который остался после событий вскоре после Большого взрыва. Также теорию можно проверить через гравитационное линзирование — эффект, когда массивные объекты искривляют пространство и свет, что позволяет точнее измерять распределение обычной и темной материи.
Один из авторов исследования Уильям Джиаре заявил: если взаимодействие между темной материей и нейтрино будет подтверждено, это станет фундаментальным прорывом. По его словам, это не только поможет объяснить расхождения между различными космологическими измерениями, но и даст физикам подсказки, какие свойства темной материи стоит искать в лабораторных экспериментах.
Читайте также:
- Ученые измерили массу Земли при помощи частиц нейтрино
- Фабрики нейтрино. Ученые выяснили происхождение призрачных частиц, которые мчатся к нам сквозь космос
- Атака нейтрино. Соседняя галактика «стреляет» в нас крошечными частицами — исследование
