Главная теория о тёмной материи может быть ошибочной: о чём говорит новое масштабное исследование гравитации
Новое исследование, посвящённое изучению странно искажённого света, намекает на то, что общепринятая теория физиков о природе Вселенной может оказаться неверной.
В центре внимания учёных оказались три ведущие гипотезы о тёмной материи — том самом невидимом веществе, которое составляет большую часть массы Вселенной и служит каркасом для большинства галактик. Несмотря на десятилетия поисков, мы до сих пор точно не знаем, что это такое.
Чтобы разгадать эту тайну, астрофизики наблюдают за тем, как искривляется свет звёзд из далёких галактик. Этот процесс называется гравитационным линзированием, и он позволяет разглядеть «архитектуру» скрытых масс. В свежей статье, опубликованной в базе препринтов arXiv, обнаружилось нечто захватывающее: глубокий анализ линзирования решительно опровергает стандартные модели и отдаёт явное предпочтение нечёткой тёмной материи (FDM). Она обошла и классическую теорию холодной тёмной материи (CDM), и более экзотическую версию самовзаимодействующей материи, где частицы как бы «прилипают» друг к другу.
Если эти выводы подтвердятся, нам придётся признать: в основе всего, что мы знаем, лежит гораздо более зыбкая и квантовая реальность.
Три оттенка тьмы
Астрономы обычно выделяют три основных «вкуса» или теории тёмной материи, которые борются за лидерство.
Первая — это CDM (холодная тёмная материя). Сегодня она считается основной. В этой версии тёмная материя работает как огромный невидимый каркас из крошечных, медленно движущихся частиц. Они легко слипаются, образуя большие гало и бесчисленные мелкие сгустки — субгало, которые удерживают галактики на месте.
Вторая теория — самовзаимодействующая тёмная материя. Она предполагает, что невидимые частицы обладают чем-то вроде липкости или трения. При столкновении они могут передавать друг другу энергию, из-за чего центры скоплений материи становятся более гладкими.
И наконец, третья модель — нечёткая тёмная материя (FDM). Согласно этой гипотезе, тёмная материя состоит не из отдельных частиц, а представляет собой квантовый туман или «суп» из невероятно лёгких волн. Из-за своей волновой природы она не может собираться в чёткие мелкие комки, как твёрдое вещество. Вместо этого она создаёт размытые, рябистые узоры, похожие на круги на воде. Они тоже искривляют свет, но делают это более плавно и непрерывно.
Подпись: Космический телескоп James Webb обнаружил восемь гравитационных линз, которые помогают изучать поведение тёмной материи
Искажённый свет как улика
Новое исследование буквально переворачивает всё с ног на голову. Учёные проанализировали данные гравитационного линзирования 11 галактик — систем, где свет преломляется особенно резко. Они смотрели, как именно лучи огибают массивные объекты.
Оказалось, что модели «гладкого» линзирования, которых мы ждали от стандартной теории CDM, не соответствуют реальности. Данные из нового набора явно указывают на нечёткую тёмную материю. Причём этот перевес в пользу «квантовых волн» сохранялся даже тогда, когда исследователи усложняли модели и исключали системы, которые могли исказить результат.
Если разгадка действительно кроется в нечёткой тёмной материи, наше понимание фундаментальных основ Вселенной изменится навсегда. Это будет означать, что тёмная материя — это не рой частиц, а гигантская квантовая волна. Невидимый фундамент космоса окажется похож не на склад песка, а на бескрайний океан с мягкими течениями и рябью.
Для астрономов это означает полную ревизию моделей формирования галактик. Все текущие расчёты придётся пересмотреть. Кроме того, возникнет масса новых вопросов: как эта «нечёткая субстанция» взаимодействует с обычным веществом и из чего на самом деле состоят эти экзотические сверхлёгкие волны?
Мы начали эту детективную историю, пытаясь понять невидимую архитектуру мира. Долгое время холодная тёмная материя была главным «подозреваемым» — надёжным и понятным. Но улики в виде искривлённого света всё чаще говорят против неё.
Благодаря этому остроумному анализу у нас есть доказательства того, что основа Вселенной куда более экзотична и загадочна, чем мы могли представить. Космос в очередной раз напоминает нам, что он полон тайн, которые только и ждут, чтобы их раскрыли.
Сообщение Главная теория о тёмной материи может быть ошибочной: о чём говорит новое масштабное исследование гравитации появились сначала на DGL.RU - Цифровой мир: новости, тесты, обзоры телефонов, планшетов, ноутбуков.