Rugpjūčio 7 dieną „Physical Review Letters“ publikuotame tyrime buvo pateikta nauja tamsiosios materijos atsiradimo ir jos identifikavimo astronominiais stebėjimais idėja.
„Tyrimas atskleidė naują fizikos dalelių ir astronomijos ryšį. Jei tamsioji materija sudaryta iš naujų dalelių, atsiradusių dar prieš Didįjį Sprogimą, ji unikaliai paveikė galaktikų pasiskirstymą danguje. Remiantis šiuo ryšiu, galima nustatyti jos kilmę ir taip pat daryti išvadas apie laikus prieš Didįjį Sprogimą,“ – sako Johns Hopkins universiteto postdoktorantas ir tyrimo autorius Tommis Tenkanenas,.
Nors apie tamsiosios materijos kilmę žinoma labai nedaug, astronomai išsiaiškino kritiškai svarbią jos reikšmę galaktikų ir galaktikų spiečių formavimuisi. Tiesiogiai tamsiosios materijos stebėti neįmanoma, tačiau mokslininkai žino, kad ji egzistuoja, pagal gravitacinį poveikį regimos materijos judėjimui ir pasiskirstymui kosmose.
Mokslininkai ilgai manė, kad tamsioji materija turi būti iš Didžiojo Sprogimo likusi medžiaga. Tyrėjai tokios materijos ilgai ieškojo, bet kol kas visos eksperimentinės paieškos buvo bevaisės.
„Jei tamsioji materija iš tiesų yra Didžiojo Sprogimo liekana, tada tyrėjai daugeliu atvejų jau turėtų būti užfiksavę tiesioginį tamsiosios materijos signalą įvairiuose fizikos dalelių eksperimentuose,“ svarsto T.Tenkanenas.
Tyrime buvo panaudotas naujas, paprastas matematikos modelis, kuris parodė, kad tamsioji materija galėjo būti sukurta prieš Didįjį Sprogimą, per vadinamą kosminės infliacijos erą, kai erdvė labai greitai plėtėsi. Manoma, kad dėl šio spartaus plėtimosi radosi daug tam tikro tipo dalelių, vadinamų skaliarų. Kol kas atrastas tik vienas skaliaras – garsusis Higgso bozonas.
„Nežinome, kad yra tamsioji materija, bet jeigu ji kaip nors susijusi su kokiomis nors skaliarinėmis dalelėmis, ji gali būti senesnė už Didįjį Sprogimą. Remiantis pasiūlytu matematiniu scenarijumi, mums nereikia jokių naujų sąveikų tarp regimos ir tamsiosios materijos, tik gravitacijos, kuri, kaip žinome, yra,“ aiškina T.Tenkanenas.
Nors idėja, kad tamsioji materija egzistavo dar prieš Didįjį Sprogimą nėra nauja, kitiems teoretikams nepavyko pateikti ją remiančių skaičiavimų. Naujasis tyrimas rodo, kad „tyrėjai visad pražiopsodavo paprasčiausią įmanomą matematinį tamsiosios materijos kilmės scenarijų“, – sako jis.
Naujajame tyrime taip pat siūlomas tamsiosios materijos kilmės patikrinimo būdas, pagal įprastos medžiagos pasiskirstymo Visatoje ženklus.
„Nors toks tamsiosios materijos tipas yra pernelyg efemeriškas, kad jį būtų galima aptikti dalelių eksperimentais, jį galėtų atskleisti pėdsakai astronominiuose stebėjimuose. Greitai apie tamsiosios materijos kilmę sužinosime daugiau, kai bus 2022 bus paleistas „Euclid“ palydovas. Bus labai nekantru išvysti, ką jis atskleis apie tamsiąją materiją ir ar remiantis jo atradimais, bus galima žvilgtelėti į laikus prieš Didįjį Sprogimą.“, – teigia T.Tenkanenas.
