Късчета тъмна материя може да са с размери на астероид

Физици теоретици предлагат да не преследваме хипотетични елементарни частици тъмна материя, а да я търсим на макрониво.

Според учените материята може да се обединява в образувания с размери на астероид.

Изследователите от Case Western Reserve University решили да подходят различно към 30-годишното безрезултатно търсене на тъмната материя.

Вместо много скъпи експерименти по откриване на слабовзаимодействащи масивни частици, учените предлагат да се търсят макрообекти, състоящи се от тъмна материя. Тези обекти могат да имат маса няколко десетки грама или габарити, сравними с астероид.

Да се открият такива обекти, също не е лесно, но те си имат отличителна особеност – много висока плътност (по-висока, отколкото на ядро на неутронна звезда).

Според изчисленията на учените тъмната материя е около 22% от Вселената, обичайната (барионна материя), от която се състоим и ние, е около 5%. Дълги години изследователите се опитват да открият частиците тъмна материя – така наречените вимпове, но дори с помощта на такава огромна и скъпа инсталация като Големия адронен колайдер тайнствените частици още не са открити.

Физиците Глен Старкман и Дейвид Джейкъбс предложили просто решение на проблема с тъмната материя, което се вписва в Стандартния модел без всякакви сложни измислени хипотези. Вместо разсеяни невидими вимпове, заключващи значителна част от материята във Вселената, тъмната материя може да представлява късчета свръхплътна материя със странни свойства.

Такава тъмна материя включва в себе си значителна част странни кварки, които теоретично може да се събират в големи обекти. В съвременните ускорители странните кварки не живеят дълго, но Старкман и Джейкъбс отбелязват, че неутроните също са изключително нестабилни, но в хелий те дори са дори по-устойчиво свързани с протоните.

Според учените в ранната Вселена тъмната материя е била не повече от парче странно вещество или други свързани състояния на кварките или барионите. Такава тъмна материя съответства на Стандартния модел и не изисква допълнителни теоретични търсения.

Независимо от простотата на хипотезата за странната тъмна материя, въпросът за нейното търсене остава отворен. Късчетата трябва да се състоят от обичайни и странни кварки или бариони при температура над 3,5 трилиона градуса по Целзий, което е сравнимо с температурата в центъра на масивна свръхнова.

Учените изключили от списъка с кандидати за ролята на късчета „нова“ тъмна материя известните свръхплътни масивни обекти – като неутронни звезди, бели джуджета, черни дупки и т.н.

Изчисленията показват, че масата на късчетата трябва ад е минимум 55 грама, иначе биха я открили детекторите на лабораторията „Скайлаб“ и други средства за търсене на микрочастици. Максималната маса на образуванието може да достига 10²⁴ грама, но в такъв случай масата на такъв обект би била толкова колосална, че би огънала видимата светлина, което ние не наблюдаваме.

В диапазона от 10⁹ до 10¹⁸ грама тъмната материя ще се сблъсква със Земята веднъж годишно, без да попада в полезрението на детекторите за тъмна материя, а при маса от 10^18 грама те биха попадали на Земята веднъж на милиард години.

При по-ниски маси късчетата странна тъмна материя могат да падат на нашата планета доста по-често без всякакви особени следи, които биха позволили те да се открият.