Новая теория: частицы темной материи могут быть «беженцами» из других измерений
Темная материя — неуловимая и непонятная субстанция, составляющая большую часть массы Вселенной. Пока зафиксировать темную материю исследователям не удавалось, они продолжают проводить расчеты и эксперименты, чтобы понять, что это такое и где ее искать.
Недавно французские и корейские ученые представили новую теорию. Она предполагает, что темная материя состоит из частиц, которые назвали «массивные гравитоны». И эти гипотетические частицы могут быть космическими «беженцами» из дополнительных измерений. Научная статья опубликована в Physical Review Letters, кратко об исследовании рассказывает Live Science.
«Массивные гравитоны, скорее всего, образовались в результате столкновений обычных частиц в ранней Вселенной. Считалось, что этот процесс слишком редок, чтобы массивные гравитоны могли быть кандидатами на частицу темной материи», — говорит соавтор исследования Джакомо Каччапалья, физик из Лионского университета (Франция).
Новые расчеты исследователей показывают, что эти гравитоны вполне могли бы появиться после Большого взрыва в нужном количестве, чтобы создать темную материю. По мнению физиков-теоретиков, за триллионную долю секунды после Большого взрыва было создано больше гравитонов, чем предполагалось в прошлых теориях.
Исследование показало, что гравитоны, если они существуют, должны иметь массу менее 1 мегаэлектронвольта, то есть в два раза больше массы электрона. Для сравнения, самая легкая известная частица, нейтрино, весит менее 2 электронвольт, а протон весит примерно 940 мегаэлектронвольт.
Ученые предположили существование этих гипотетических гравитонов при поиске дополнительных измерений. По мнению многих физиков-теоретиков, кроме четырех привычных нам измерений (ширина, длина, высота, время), должны существовать и другие. В противном случае, расчеты по объяснению физической картины мира у них не сходятся. (Правда, Стивен Хокинг и его последователи смогли представить «теорию всего», которая не потребовала манипуляций с изменениями пространства-времени).
Согласно новой теории, когда гравитация распространяется через другие измерения, она материализуется в нашей Вселенной в виде массивных гравитонов. Но эти частицы будут слабо взаимодействовать с обычным веществом — только через силу тяжести. Это очень похоже на то, что известно о темной материи. Она не взаимодействует со светом, но проявляет гравитационное влияние, которое ощущается повсюду во Вселенной. Она, например, замедляет удаление галактик друг от друга.
Есть и другие частицы, которые ученые рассматривают в качестве кандидатов на то, что из них состоит темная материя. Например, недавно открытое нейтрино или все еще гипотетический аксион. Однако Каччапалья и его коллеги уверены, что эти частицы будут все же более активными, чем их массивный гравитон. Темная материя нигде, кроме гравитации не проявляется, поэтому и частицы, из которых она должна состоять, будут максимально пассивны.
Новые мощные ускорители частиц, такие как круговой коллайдер в ЦЕРНе, который должен начать работу в 2035 году, помогут найти доказательства существования потенциальных частиц темной материи.
