Нова теорія темної матерії вирішує дві загадки астрофізики: у чому суть

Якщо звичайна матерія може поглинати, відбивати і випромінювати світло, то темна матерія, яка, як вважається, становить 85% всієї матері у Всесвіті, цього не робить. Простіше кажучи її частинки не взаємодіють зі світлом. Тому напряму темну матерію досі не виявили, але є багато ознак, які вказують на її існування. Автори дослідження, опублікованого у виданні The Astrophysical Journal Letters, запропонували нову теорію темної матерії під назвою "Самовзаємодіюча темна матерія" або СВТМ. Згідно з цією теорією, частинки темної матерії взаємодіють між собою через сильні зіткнення за допомогою темної сили, і відбувається це поруч із центрами галактик. За допомогою цієї теорії, як вважають вчені, можна пояснити дві загадки астрофізики, пише Phys.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Учені вважають, що теорія СВТМ може пояснити дві загадки астрофізики, які стосуються незвичайних властивостей темної матерії у двох різних типах галактик.

• Перша загадка полягає в тому, що вчені виявили гало темної матерії, що має високу щільність у деяких величезних еліптичних галактиках. Гало темної матерії являє собою невидиму безпосередньо структуру, яка оточує галактики і скупчення галактик, а також пронизує ці об'єкти. Висока щільність гало, виявленого за допомогою гравітаційного лінзування, не узгоджується з переважною теорією холодної темної матерії. Згідно з теорією холодної темної матерії, її частинки не стикаються одна з одною. Холодна темна матерія є однією зі складових головної космологічної моделі Всесвіту під назвою Лямбда-CDM, де останні три літери позначають холодну темну матерію (з англ. Cold Dark Matter). Що стосується гравітаційного лінзування, то це явище виникає, коли світло далеких галактик спотворюється, наприклад, скупченням галактик, розташованих ближче до Землі.
• Друга загадка полягає в тому, що вчені виявили в той самий спосіб гало з темної матерії, що має дуже низьку щільність в ультрадифузних галактиках. І це також не узгоджується з теорією холодної темної матерії. Ультрадифузні галактики мають дуже низьку яскравість і зірки в них розподілені нерівномірно, водночас їх дуже мало.

Вчені створили моделювання формування космічних структур із самовзаємодіючою темною матерією, щоб показати, що теорія СВТМ може пояснити дві загадки астрофізики.

За словами вчених, взаємодія частинок темної матерії між собою призводить до передавання тепла в гало, що змінює щільність гало в центрі галактик. Тобто гало темної матерії може мати як високу, так і низьку щільність, але багато що залежить від еволюції галактики та навколишнього середовища.

Учені вважають, що тільки теорія СВТМ може дати переконливі пояснення загадковим явищам. І це те, що складно пояснити за допомогою теорії холодної темної матерії.

Автори дослідження кажуть, що темна матерія може бути набагато складнішою, ніж ми собі уявляємо.

Як уже писав Фокус, нещодавно вчені запропонували нову теорію, яка може узгодити між собою квантову теорію і теорію відносності, що суперечать одна одній. Отже, з'явився кандидат на звання так званої теорії всього, яка може пояснити весь Всесвіт загалом.