Тъмната материя може да е по-стара от Големия взрив

Тъмната материя може би е най-голямата загадка във Вселената. Знае се, че има нещо, което кара нещата да се движат по-бързо, отколкото трябва. Но не знаем какво е това нещо, нито откъде е дошло.

Според ново изследване, произходът на тъмната материя може да е по-особен, отколкото предполагаме. Може би това са частици, които са се появили за много кратък период от време, само за части от частите на секундата, преди Големия взрив.

Това не само предполага нова връзка между физиката на частиците и астрономията; ако тази хипотеза е вярна, това може да показва нов начин за търсене на мистериозната тъмна материя. „Ако тъмната материя се състои от нови частици, които са се родили малко преди Големия взрив, те влияят върху уникалния начина, по който галактиките се разпределят в небето“, казва астрономът и физик Томи Тенканен от университета Джон Хопкинс.

„Тази връзка може да бъде използвана за разкриване на тяхната идентичност и също за изводи за времето преди Големия взрив.“
Всичко с реда на събитията в началото на Вселената е заплетено, като това е доста неясен период от време.

Смята се, че е имало нещо, наречено Голям взрив – въпреки че и това е тема, която още се обсъжда и дебатира. Предполага се, че е имало нещо, наречено космическо издуване, невъобразимо кратък период от време – частица от секундата, толкова малка, че дори нямаме име за нея – в която Вселената се разширява и надува като балон.

Досега изглеждаше общоприето, че това се е случило в частица от секундата след Големия взрив. Но някои учени смятат, че това се е случило точно преди Големия взрив, и в този случай Големият взрив е името, дадено на условията във Вселената в края на издуването й.

На този етап просто няма как да се докаже това. Както каза теоретичният физик от Харвард Ави Льоб, „настоящата ситуация за издуването на Вселената е, че това е толкова гъвкава идея, че не може да бъде фалшифицирана експериментално“. Той говори за това дали космическата инфлация при която вселената се разширява експоненциално, се е случила или не (също въпрос на дебат).

Тъмната материя – която според изчисленията на учените представлява около 80 процента от материята във Вселената – понякога се счита за продукт на Големия взрив. Но „ако тъмната материя наистина е остатък от Големия взрив, тогава в много случаи изследователите би трябвало да са видели директен сигнал за тъмна материя в различни експерименти във физиката на частиците“, заявява Тенканен.

Вместо това математическото моделиране предполага, че тъмната материя би могла да е продукт на космическата инфлация. Това не е първият път, когато тази идея е предложена, но Тенканен за първи път предоставя математиката, която подкрепя тази хипотеза.
И ако космическата инфлация е настъпила преди Големия взрив, тъмната материя би могла да бъде там преди останалите неща в първичната Вселена.

Ако това е така, то предполага, че скаларните частици могат да ни доведат до тъмна материя. Това са частици с нулево въртене, а теорията за космическото издуване, при която скаларното поле прогонва космическа инфлация – предполага, че те са били произведени в изобилие през този миг във времето.

Досега е открита само една скаларна частица – бозонът на Хигс. Но това така или иначе няма да може да ни каже много за тъмната материя.

„Въпреки че този тип тъмна материя е твърде неуловима, за да бъде открита в експерименти с частици, тя може да разкрие присъствието си в астрономически наблюдения“, каза Тенканен.

„Скоро ще научим повече за произхода на тъмната материя, когато бъде пуснат спътникът Евклид през 2022 г. Ще бъде много вълнуващо да видим какво ще разкрие за тъмната материя и дали тези открития могат да бъдат използвани за разбиране на времето преди Големия взрив.“

Всичко това е само теория, която обаче дава добро предимство за разбиране на мистериозната материя, която играе ключова роля за оформянето на Вселената.

Публикувано в списание Physical Review Letters