Iš kur atsirado tiek tamsiosios materijos, kiek dabar jos matome? Fizikai sukūrė teoriją, galinčią atsakyti į šį klausimą

Tarptautinė fizikų komanda siūlo tamsiosios materijos teorijos priedą. Physical Review Letters publikuotame straipsnyje grupė kelia idėją, kad tamsioji materija randasi iš įprastos ir kad tamsioji materija gali sukurti daugiau tamsiosios materijos iš įprastinės materijos,

Medžiagos, dėl savo neaptinkamumo pavadintos tamsiąja, egzistavimą, fizikai pasiūlė kaip būdą paaiškinti tyrėjų stebimus reiškinius — tarkime, kaip išlinksta šviesa, sklisdama nuo tolimos žvaigždės ligi mūsų. Bet kai kurios šios teorijos dalys dar neaiškios, pavyzdžiui, iš kur atsirado tiek tamsiosios materijos, kiek dabar jos matome? Tokiu tikslu susibūrusi komanda sukūrė teoriją, galinčią atsakyti į šį klausimą.

Fizikos teoretikai pradeda nuo ankstesnio tyrimo, kuriame keliama idėja, kad šiek tiek tamsiosios materijos buvo sukurta „terminėje vonioje“ —kur iš įprastinės materijos sudaryta pirminė plazma pradėjo tamsiosios materijos daleles —  bet ne tiek, kiek, manoma, jos dabar egzistuoja.

Jie kelia idėją, kad kažkuriuo metu tamsiosios materijos dalelės pradėjo kurti daugiau tamsiosios materijos dalelių iš įprastos materijos dalelių. O naujos tamsiosios materijos dalelės irgi galėjo kurti naujas tamsiosios materijos daleles iš įprastų dalelių.

Tyrėjai pažymi, kad remiantis šiuo scenarijumi, galiausiai visatoje turėtų likti vien tamsiosios materijos dalelės. Taip nenutiko, spėja jie, nes visata sparčiai plečiasi. Anksčiau viskas buvo ankščiau, tad ir tamsioji materija lengviau galėjo kontaktuoti su įprasta materija ir versti ją tamsiąja. Bet laikui bėgant, dėl plėtimosi atstumai darėsi vis didesni — ir tamsioji materija su įprasta susidurdavo vis rečiau. Šis plėtimasis sulėtino įprastinės medžiagos virtimą tamsiąja, ir jų liko tiek, kiek dabar matome.

Komanda sukūrė modelį, rodantį, kad tokia teorija gali paaiškinti dabar egzistuojančios tamsiosios materijos kiekius —  ir negana to, teigia, kad jų teorijas galima patikrinti. Jeigu jų idėjos teisingos, tokie virsmai turėjo palikti pastebimą pėdsaką kosminiame mikrobangų fone — tereikia jį surasti, pastebi jie.

Bob Yirka
phys.org

Daugiau informacijos:Torsten Bringmann et al, Dark Matter from Exponential Growth Physical Review Letters(2021). DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.191802