RW Space

Стандартная космологическая модель прекрасно объясняет Вселенную, но есть несколько мест, где цифры не складываются. Это привело к появлению нескольких теорий о темных силах, действующих за кулисами.

Одна из этих теорий пытается объяснить «комковатость» темной материи.

Хотя ее природа остается неизвестной, темная материя обеспечивает большую часть гравитационного каркаса, который помогает галактикам и более крупной космической паутине формироваться.

Но некоторые наблюдения намекают на то, что космическая структура может быть более «сгущенной» в более поздние времена, чем стандартная космологическая модель предсказывает.

Недавние исследования показали, что помимо гравитации может действовать дополнительная сила, которая стягивает эти комки вместе: скрытое взаимодействие, действующее только в темном секторе.

Команда экспертов из Канады и США опубликовала в Журнале космологии и физики астрочастиц исследование, в котором тщательно исследуется одна из простейших версий этой идеи.

Их вывод состоит в том, что добавление еще одной силы притяжения не обязательно приводит к появлению наблюдаемой Вселенной. более громоздким.

«Первое, что можно было бы ожидать, это то, что придание темной материи дополнительной силы притяжения должно заставить структуры расти быстрее», — говорит физик-теоретик Закари Вайнер из Института теоретической физики Периметра в Канаде.

«Но в то же время вступает в силу еще один эффект».

Другими словами, поскольку считается, что темная материя действует как основные строительные леса для Вселенной, повышение привлекательности этих частиц друг для друга должно ускорить процесс строительства. (слипание) в целом.

Основываясь на моделировании исследователей, сопоставленном с данными наблюдений за космическим микроволновым фоном и крупномасштабной структурой, предполагаемая темная сила действительно увеличит слипание темной материи.

Однако это воздействие будет в основном нейтрализовано чем-то другим.

В дополнение к увеличению притяжения между частицами темной материи, эта сила приведет к уменьшению их эффективной массы по мере эволюции Вселенной, еще больше разбавляя фоновую плотность темной материи. быстро, обнаружили исследователи.

Поэтому, если эти частицы темной материи со временем становятся легче, ожидаемый эффект на самом деле подавляет рост космической структуры.

«Вселенная часто более тонкая, чем наша интуиция», — говорит Вайнер. «Именно поэтому мы должны продолжать проверять эти идеи».

Чтобы дополнительная темная сила имела смысл по отношению к уже имеющимся у нас показаниям космического микроволнового фона (самого старого света, который мы можем наблюдать) и предполагаемой скорости расширения Вселенной, должно быть больше темной энергии.

Темная энергия — это имя, данное неизвестному компоненту, связанному с ускоряющимся расширением Вселенной, как уже упоминалось, считается каркасом или клеем, который помогает формировать; галактики и космическая структура.

Как эти два элемента сбалансированы и взаимодействуют, является фундаментальным вопросом для астрофизиков.

Исследователи не исключают существования темной силы, и их данные на самом деле намекают на существование очень слабой силы, но эти модели потребуют значительного переосмысления, чтобы совместить все вместе.

«Что мы действительно знаем о темной материи, так это изучается только через гравитационные эффекты», — говорит Вайнер.

«Это оставляет открытой возможность того, что темная материя может иметь дополнительные взаимодействия, которые скрыты от обычной материи».

Как признают исследователи, модели, которые они использовали здесь, ограничены линейными масштабами, а не более сложными взаимодействиями, которые мы фактически видим в космосе, поэтому улучшение детализации этих симуляций является потенциальным направлением для изучения в будущих исследованиях.

В совокупности темная материя и темная энергия составляют целых 95 процентов общей массы-энергии во Вселенной, и поэтому любое новое открытие, связанное с этими неуловимыми космическими ингредиентами, может иметь серьезные последствия.

Отрадно то, что новейшие телескопы и методы обработки чисел регулярно предоставляют больше данных – и более точных данных – а это значит, что эти гипотезы могут со временем уточняться.

По теме: Таинственный «темный большой взрыв» может объяснить происхождение темной материи

«В будущих работах мы будем более широко исследовать эти идеи и их возможные последствия для космологических наблюдаемых», – пишут исследователи в их опубликованная статья.

Исследование опубликовано в Журнале космологии и физики астрочастиц.