Приближно 80 oтсто од целата материја во вселената се состои од темна материја. И покрај тоа што никогаш не сме ја набљудувале директно, има докази за нејзиното постоење.
Темната материја е една од најголемите загатки во современата физика, но едно ново проучување на Универзитетот „Џонс Хопкинс“ претпоставува дека темната материја можеби ѝ претходела на Големата експлозија, од моментот на создавањето на вселената, пред речиси 13,8 милијарди години.
Истражувањето претставува нова идеја за тоа како се родила темната материја и како да ја препознаваме со астрономски набљудувања.
Тим од физичари смета дека ако темната материја се состои од нов, сè уште непознат вид честички што доаѓаат од пред Големата експлозија, таа темна материја ќе ги распредели галаксиите што ќе се образуваат подоцна во вселената на таков уникатен начин што влијанието ќе ѝ е препознатливо.
И ако се набљудува тоа уникатно распределување, астрономите и физичарите би можеле да разберат нешто за природата на тие честички темна материја.
- Проучувањето открива нови врски меѓу физиката на честичките и астрономијата. Ако темната материја се состои од нови честички, што се родиле пред Големата експлозија, тие влијаат врз распределбата на галаксиите. Таа врска може да се искористи за откривање на нивната природа и да се направат изводи и за времето пред Големата експлозија - објаснува Томи Тенканен од Универзитетот „Џонс Хопкинс“, автор на истражувањето.
Покрај тоа што не се знае многу за потеклото, астрономите покажаа дека темната материја игра решавачка улога за формацијата на галаксиите и галактичките купови. Макар и да не се набљудува директно, научниците знаат дека темната материја постои поради нејзиното гравитационо дејство врз движењето на видливата материја и нејзината распределба во вселената.
Долго време научниците сметаа дека темната материја треба да е останата супстанција од Големата експлозија. Истражувачите одамна трагаат по тој вид темна материја, но досега сите експериментални потраги беа неуспешни.
- Ако темната материја беше навистина остаток од Големата експлозија, тогаш во многу случаи истражувачите би требало да забележат директен знак за нејзиното присуство во различни експерименти во физиката на честичките - коментира Танканен.
Но што точно означува терминот „пред Големата експлозија“?
Најмалиот, не моментот t=0, кога вселената никнала од сингуларност - состојба на бескрајно висока густина и температура - и почнала да се шири.
Но, тоа што Тенканен и неговите колеги го имаат предвид е дека темната материја произлегла во таканаречениот период на инфлација, многу краток период. Треба да се потенцира дека инфлацијата не го нарушува принципот, дека брзината на светлината е конечна брзина, затоа што инфлацијата е раширување на вселената, а не движење на објект низ вселената.
Кога тој период на инфлација запира и раширувањето се враќа кон нормални брзини, едвај тогаш почнува Големата експлозија.
Користејќи нова, проста математичка рамка, истражувањето покажува дека темната материја може да била произведена „пред Големата експлозија“. Се смета дека брзото раширување води до создавање изобилство од еден вид честички наречени скалари.
Досега е откриена само една скаларна честичка, познатиот Хигсов бозон.
- Не знаеме што е темната материја, но ако таа има нешто заедничко со скаларните честички, може да е постара од Големата експлозија. Со предложеното математичко сценарио не е неопходно да прифаќаме нови видови заемни дејства меѓу видливата и темната материја - објаснува Тенакен.
Иако идејата дека темната материја постоела пред Големата експлозија не е нова, другите теоретичари не успеале да претстават пресметки со кои би ја поткрепиле. Новото проучување покажува дека истражувачите отсекогаш го игнорирале најпростото возможно математичко сценарио за потеклото на темната материја, вели Тенканен.
Новото истражување исто така предлага начин да се тестира потеклото на темната материја, со набљудување на нејзиното влијание врз распределбата на материјата во вселената.
- И покрај тоа што тој вид темна материја е тешко да се улови, за да биде откриен во експерименти со честички, тој може да го открие своето присуство во астрономските набљудувања.
Со помошта на сателитот „Евклид“, кој ќе почне со работа во 2022 година, научниците се надеваат дека ќе успеат да потврдат, набљудувајќи го распределувањето на материјата во вселената, дека темната материја навистина е скаларна честичка од пред
Големата експлозија.