© Фото : S. Epps & M. Hudson / University of WaterlooНить темной материи, соединяющая галактики
© Фото : S. Epps & M. Hudson / University of Waterloo
МОСКВА, 25 июл – РИА Новости. Темная материя, если она существует, вряд ли является «легкой и пушистой», как сегодня считают многие теоретики. Она должна быть больше похожа на классические «холодные» и сверхтяжелые частицы-вимпы, говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.
«Теоретики уже десятилетиями пытаются понять, как выглядят и какими свойствами обладают частицы темной материи, и как работают силы, управляющие их поведением. Мы нашли рамки, в которые должна укладываться темная материя, и ее «пушистая» разновидность не может существовать в реальности, учитывая имеющиеся у нас экспериментальные данные», — заявил Вид Иршич (Vid Irsic) из университета Вашингтона в Сиэтле (США). Физики усомнились в возможности существования «легкой» темной материи
Достаточно долгое время ученые считали, что Вселенная состоит из той материи, которую мы видим, и которая составляет основу всех звезд, черных дыр, туманностей, скоплений пыли и планет. Но первые наблюдения за скоростью движения звезд в близлежащих к нам галактиках показали, что светила на их окраинах движутся в них с невозможно высокой скоростью, которая была примерно в 10 раз выше, чем показывали расчеты на базе масс всех светил в них.
Причиной этого, как сегодня считают ученые, была так называемая темная материя – загадочная субстанция, на чью долю приходится примерно 75% от массы материи во Вселенной. Как правило, в каждой галактике примерно в 8-10 раз больше темной материи, чем ее видимой «кузины», и эта темная материя удерживает звезды на месте и не дает им «разбежаться».
Сегодня почти все ученые уверены в существовании темной материи, однако ее свойства, помимо ее очевидного гравитационного влияния на галактики и скопления галактик, остаются загадкой и предметом споров среди астрофизиков и космологов. Достаточно долго ученые предполагали, что она сложена из сверхтяжелых и «холодных» частиц-«вимпов», никак не проявляющих себя, кроме как притягивая видимые скопления материи. Ученые из НАСА нашли следы темной материи в галактике Андромеды
Безуспешные поиски «вимпов» в последние два десятилетия заставили многих теоретиков считать, что темная материя на самом деле может быть «легкой и пушистой» и состоять из так называемых аксионов – сверхлегких частиц, похожих по массе и свойствам на нейтрино. Другие исследователи, в свою очередь, предполагают что темная материя может быть экзотической жидкостью или же состоять из нескольких разных компонент, один или несколько которых могут постепенно распадаться.
Иршич и его коллеги решили выяснить, какая из двух главных теорий сегодня в большей степени соответствует накопленным экспериментальным данным и результатам наблюдений за галактиками, создав компьютерные модели Вселенной, в которой всю темную материю составляют или «вимпы», или аксионы.
Меняя массу и другие физические свойства этих частиц, ученые сравнивали результаты расчетов с тем, как выглядит настоящая Вселенная, и искали границы, при переходе которых аксионы и «вимпы» перестают соответствовать реальности. К примеру, многие версии Вселенной с «вимпами» содержат в себе галактики с огромным числом спутников, которые отсутствуют у реальных объектов такого рода, а аксионы в пустоте между галактиками начинают странным образом взаимодействовать со светом, чего не происходит в настоящем мире. Частицы темной материи могут быть похожи на пионы, заявляют физики
Отсеивая самые неправдоподобные версии виртуальных Вселенных, ученые пришли к выводу, что фактически все варианты теорий о «пушистой» темной материи не соответствуют тому, как выглядит излучение квазаров, ярких ядер сверхдалеких галактик, за которыми астрономы наблюдают уже несколько десятков лет.
С другой стороны, многие варианты классической теории о «холодной» темной материи в целом давали такую же картинку, как и реальные наблюдения за окружающим нас космосом, за исключением проблемы с большим числом карликовых глактик. Это, как считают ученые, говорит о том, что темная материя вряд ли может быть «пушистой» и легкой, и что она будет ближе к вимпам, чем к аксионам.
Источник:
