Тъмната материя има „две лица“: Революционна хипотеза обяснява загадките на Вселената

Тъмната материя остава една от най-големите енигми на съвременната наука. Въпреки че съставлява около 85% от материята във Вселената, тя не взаимодейства със светлината и се проявява единствено чрез гравитационното си влияние.

Ново проучване предлага преразглеждане на методите за търсене на тъмна материя. Учени от Фермилаб (САЩ) и техни колеги предполагат, че тъмната материя може да се състои не от едно, а от две различни състояния на частиците. Това би обяснило защо гама-лъчите, наблюдавани в центъра на Млечния път, не се появяват в по-малките близки галактики.

От много години астрономите наблюдават необясним излишък на гама лъчи, излъчвани от повече или по-малко сферичната област около центъра на Млечния път. Едно от основните обяснения е, че това излъчване е резултат от анихилирането на частици тъмна материя при техния сблъсък. Ако обаче това е вярно в рамките на стандартните модели, същият сигнал би трябвало да се появи и в галактиките джуджета – малки, мъгляви системи, които са богати на тъмна материя и имат много ниски нива на астрофизичен фонов шум. Тъй като такъв сигнал не е открит в галактиките джуджета, тълкуването на тъмната материя е съмнително.

Новият модел предлага следното решение на този проблем: тъмната материя се състои от две различни частици с малко по-различни маси. Анихилацията настъпва, когато те се сблъскат при достатъчно високи скорости – процес, който изследователите наричат коанихилация. В ореола на Млечния път повече от двата вида частици се движат по-бързо и съотношението им е такова, че настъпва коанихилация, която поражда наблюдаваните гама лъчи.

В галактиките джуджета частиците се движат по-бавно и съотношението им е такова, че коанихилацията настъпва много по-рядко и интензитетът на гама лъчите е по-нисък, пише Phys.

„Възможно е тъмната материя да е съставена от две различни частици и тези две различни частици да трябва да се срещнат, за да анихилират“, казва Гордън Кърняич, физик-теоретик и един от авторите. – Така се получават много по-различни прогнози за излъчването.“

Предложеният модел усложнява стандартната прогнозна връзка между наблюденията на гама-излъчването в различните галактични среди. С други думи, липсата на сигнал в галактиките джуджета вече не може да се счита за доказателство срещу произхода на излишното гама-излъчване на Млечния път от тъмната материя. Бъдещите астрономически наблюдения от телескопа Ферми, когато се натрупат повече данни за галактики джуджета, могат да помогнат да се провери дали прогнозите на модела се потвърждават.

Ако тази теория се потвърди, тя не само ще обедини съществуващите модели на Вселената, но и ще ни доближи до разбирането на фундаменталната природа на частиците, които изграждат невидимия скелет на космоса. Това би било най-голямото откритие във физиката от десетилетия насам, променящо изцяло стандартния космологичен модел.