Получено е ново доказателство за аксионната природа на тъмната материя

Ловците на тъмна материя може би са се доближили до разгадаването на една от най-големите загадки в космологията – от какво е съставена тъмната материя? Изследвайки плътността на Вселената, те откриха, че космическата материя е по-равномерно разпределена, отколкото са очаквали. Така са стигнали до заключението, че става дума за аксиони.

Според квантовата механика поради вълновата си природа аксионите – свръхлеките частици – нямат ясни граници. Дължината на вълната им може да бъде по-голяма от тази на цели галактики. Очевидно тази „размитост“ играе важна роля за сплескването на Вселената, като влияе и върху формирането и разпределението на тъмната материя. Ако това е вярно, то би могло да обясни равномерното разпределение на материята в Космоса, пише Universe Today.

„Ако се потвърди, тази идея ще бъде голяма стъпка напред в бъдещите астрономически наблюдения и лабораторни експерименти, аксионната тъмна материя ще бъде едно от най-значимите открития на века“, казва Роджърс. „В същото време нашите резултати обясняват защо Вселената е по-малко куха, отколкото смятахме. Това става все по-ясно през последното десетилетие, което прави картината ни за Вселената доста неясна“.

За да установят по какъв начин тъмната материя е повлияла на обикновената или барионната материя с течение на времето, Роджърс и колегите му анализират реликтовото излъчване, останало от Големия взрив. Те използват наблюдения от няколко телескопа, за да получат цялостна картина на разпределението на материята във Вселената.

Следващата стъпка е да се оцени разпределението на галактиките. Учените са взели данните за барионната материя, събрани от екипа на BOSS, които съдържат позициите на близо един милион съседни галактики. И са сравнили как са изглеждали те в началото на времето и как се е променило разпределението им. Оказа се, че то съвпада с поведението на тъмната материя под действието на гравитационните сили. Така учените успели да картографират промените в количеството на материята във времето и пространството. Въпреки че повечето прогнози сочат, че във Вселената би трябвало да има повече материя, този анализ показа, че всъщност тя е по-малко.

След това изследователите се запитали какъв тип тъмна материя е причина за неочаквано гладкото разпределение на материята. Те са създали компютърен модел на Вселената с тъмна материя с голяма дължина на вълната. Моделът е трябвало да предскаже появата на реликтовото излъчване и разпределението на галактиките. Резултатът поразително съвпаднал с действителността в случая, когато тъмната материя е представена от аксиони.

Въпреки че тези доказателства не са достатъчни за абсолютна увереност, че тъмната материя се състои от аксиони, новите данни изглеждат многообещаващи. Но само астрономическите наблюдения могат да кажат последната си дума в това търсене. Подходящият инструмент за това е обсерваторията Вера Рубин в Чили, която трябва да започне напълно да функционира до края на тази година