Моделирование межгалактической среды показало, что темная материя скорее «холодная», чем «нечеткая»
В настоящее время ученым не удалось непосредственным образом найти темную материю, но уже многие десятилетия идет обсуждение теорий, объясняющих ее происхождение и взаимодействие с обычной материей. Вид Иршич, американский ученый, собравший под своим крылом группу по исследованию темной материи, проанализировал наблюдения за данной субстанцией и предпринял очередную попытку объяснить природу ее происхождения.
Результаты проведенного исследования говорят о том, что давно существующей теории «нечеткой темной материи» пора уступить место другой теории под названием «холодная темная материя». Выводы группы ученых, как ожидается, помогут продвинуться в поиске загадочной субстанции.
Теория «холодной темной материи» разработана в 80-х гг. прошлого столетия, в наши дни она считается стандартной моделью темной материи. В рамках теории утверждается, что массивные, слабовзаимодействующие, неспешно движущиеся частицы составляют основу темной материи. Данное утверждение также дает объяснение уникальной крупномасштабной структуре Вселенной, в частности, становится понятно, откуда исходит стремление галактик собираться в большие группы.
Данная теория позволяет объяснить многие вещи, но в ней также существует немало несоответствий. Согласно теории, у нашей галактики должны существовать сотни галактик-спутников, в то время как на самом деле у Млечного Пути есть лишь несколько небольших соседствующих галактик.
Появившаяся чуть позднее теория «нечеткой темной материи» не имеет перечисленных недостатков своего ближайшего конкурента. Данная теория предусматривает существование крайне легких частиц. Темная материя согласно этой модели наделена уникальными особенностями, объясняемыми при помощи квантовой механики. Передвижение большинства фундаментальных частиц в современности объясняется принципами классической ньютоновской физики. Однако, объяснить более мелкие перемещения можно только при помощи непростых и порой противоречащих друг другу законов квантовой механики. Теория нечеткой темной материи движение сверхлегких частиц на внушительные дистанции также пытается объяснить с помощью квантовой механики.
Ученые во главе с Видом Иршичем попытались разобраться в этих двух теориях. В своем исследовании они использовали данные о наблюдениях за межгалактической средой (IGM), состоящей из водорода в газовом состоянии, гелия и заветной темной материи. Астрономами ведется изучение света, поглощаемого водородом, который исходит от дальних ярких объектов.
Работа Иршича была проведена с использованием суперкомпьютера Кембриджского университета, на котором была воссоздана межгалактическая среда. Группа ученых выяснила, какие из предполагаемых частиц могут соответствовать данным произведенных наблюдений. В результате обнаружено, что легкие частицы, предусмотренные в теории «нечеткой темной материи», не соответствуют картине поглощения водорода в IGM из-за своего малого веса. А более тяжелые частицы, представленные в теории «холодной темной материи», согласуются с произведенным в исследовании моделированием.
Из этого можно сделать вывод, что теорией «холодной материи» можно лучше объяснить процессы функционирования загадочной субстанции, чем теорией «нечеткой», несмотря на то, что в модели, построенной учеными, не учитывались существенные недостатки «холодной». Некоторые специалисты полагают, что изъяны теории «холодной» изъянами как таковыми не являются: на данный момент ученым просто не удалось понять все особенности происхождения и существования темной материи.
