Когда Вселенная была меньше миллиметра, она уже варила тьму: новая теория о рождении материи

Учёные из Дартмутского колледжа выдвинули новую, интригующую гипотезу: тёмная материя — это замороженные следы частиц, которые в первые мгновения после Большого взрыва двигались со скоростью света.

Эти частицы, не имевшие массы, заполнили молодую Вселенную. В результате частых столкновений они начали охлаждаться, теряя скорость и, в процессе, приобретая массу — именно такую, которая необходима для формирования гравитационных структур.

Традиционные модели распределения массы во Вселенной не объясняют, почему галактики вращаются быстрее, чем должны. Это несоответствие указывает на наличие невидимой, "тёмной" материи. Хотя её существование подтверждается косвенно, ни один эксперимент пока не смог её напрямую зафиксировать.

Исследователи Гуанмин Лян и Роберт Колдуэлл опираются на квантовую физику, в частности на модель Намбу — Йоны-Ласинио. Эта теория аналогична поведению электронов в сверхпроводниках: фермионы Дирака могут объединяться, формируя новую форму материи.

Такое объединение в условиях крайней плотности и энергии ранней Вселенной могло привести к преобразованию энергии в массу — фундаментальному механизму рождения тёмной материи.

13,7 миллиарда лет назад, когда Вселенная была меньше миллиметра, происходили интенсивные квантовые процессы. В этом "космическом котле" частицы непрерывно взаимодействовали, создавая основу для будущих звёзд, планет и, возможно, для тёмной материи.

Новизна теории в том, что её можно проверить: данные космического микроволнового фона могут содержать следы этих процессов. Таким образом, учёные получают не просто идею, а проверяемую модель, которая способна пролить свет на одну из главных тайн современной космологии.

Уточнения

Дира́ковский фермио́н или фермио́н Дира́ка, — это фермион, который не является собственной античастицей. Назван в честь Поля Дирака.