Тайны темной материи раскрывают в Университете Рутгерса в Нью-Джерси

Когда астрофизики говорят о темной материи — таинственной субстанции, которая составляет 80% от общей массы Вселенной, — они, как правило, думают об огромных облаках частиц, распространяющихся как ореолы из нормального вещества, сосредоточенного в центре галактик. Однако это утверждение не совсем соответствует действительности. Обратите свое внимание на то, что до сих пор некоторые загадки этого вещества так и не были разгаданы. Остается вопрос, существует ли темная материя исключительно в этой теневой форме или она может конденсироваться в более плотные структуры, аналогичные тем, которые формируются нормальной материей?

Мэтью Бакли, теоретический астрофизик из Университета Рутгерса в Нью-Брансуике, штат Нью-Джерси, США, считает, что такие структуры теоретически возможны. В ближайшие несколько лет, по его мнению, возможно даже обнаружить их в нашей собственной галактике, детально изучая гравитационные эффекты, которые они оказывают.

Он не утверждает, что свойства темной материи такие же, как и обычной. Иными словами, из нее не могут создаваться планеты, предметы или живые существа, но и не исключают такую идею. В конце концов, если нормальная материя может конденсироваться в газовые и пылевые облака, которые в конечном итоге превращаются в планеты, луны, солнца, камни, животных и людей, почему не может темная материя сделать то же самое? Впрочем, по мнению группы исследователей, стоит искать более крупные структуры с массой в миллионы раз больше, чем у Солнца.

Оказывается, это не так просто. Для того, чтобы темная материя конденсировалась таким образом, частицы должны терять энергию очень стремительно, когда они падают друг на друга. В противном случае, они просто летают слишком быстро, чтобы собраться вместе. При этом обычные вещества замедляет их электромагнитное излучение, оно постепенно замедляет движение частиц, чтобы они могли собираться вместе.

Если ранее считалось, что темная материя не может обладать такими свойствами, то недавно команда ученых вычислила теоретическую возможность существования «темной радиации», которая будет выполнять ту же функцию для темной материи,

Астрофизические открытия

Ученые знают, что гигантские галактики темной материи, окружающие обычные галактики, не могут разрушиться вместе с ними, в противном случае они давно бы расщепились и развеялись во вселенной. Новейшая идея ученого, опубликованная в настоящее время на сервере pre-print arXiv, заключалась в том, что это означает, что небольшие капли темной материи могут конденсироваться. В свою очередь, это означает, что могут существовать «самородки» темной материи, плавающие сквозь дымку темной материи — не только где-то во Вселенной, но и в галактике, в которой мы живем.

Насколько велики эти «самородки», это открытый вопрос, основанный на таких ключевых факторах, как массы эквивалентов темной материи электронов и протонов, сила их взаимодействия с темным излучением. В то же время, посредством компьютерного моделирования можно создать модель, в которой сгущаются миллионные звездные массы темной материи, понаблюдать за ее поведением в тех или иных условиях. Так на сегодняшний день модель темных матерей очень проста — гораздо менее сложная, чем наше понимание субатомного мира нормальной материи.

Ученые уже отобрали параметры для создания объектов в диапазоне размеров 100 миллионов солнечных масс до миллиона солнечных масс. Это диапазон размеров, в котором их гравитационные эффекты должны обнаруживаться с помощью космического телескопа Европейского космического агентства.

«Мы давно знаем о темной материи, — говорит глава исследовательской группы, — но мы до сих пор не знаем, что это такое». Ученые надеются, что нахождение хотя бы одного образования из темной материи поможет лучше понять ее свойства и природу, а также роль, которую это вещество играет во Вселенной.