Во Вселенной не хватает массы — по крайней мере, так кажется. До сих пор тёмную материю не удавалось обнаружить, а это значит, что во Вселенной должно быть гораздо больше массы, чем мы можем обнаружить. Возможно, учёные разработали теорию, объясняющую, почему тёмную материю не удаётся обнаружить напрямую.
В этом последнем исследовании учёные объединили методы теоретической и вычислительной физики и использовали суперкомпьютер Vulcan с производительностью 2 петафлопса, чтобы разработать новую модель тёмной материи. Согласно этой модели, тёмная материя сегодня «скрыта» от нас, но её можно было бы легко обнаружить по взаимодействию с обычной материей в условиях чрезвычайно высокой температуры плазмы в ранней Вселенной.
«Эти взаимодействия в ранней Вселенной важны, потому что количество обычной и тёмной материи сегодня поразительно схоже по объёму. Это позволяет предположить, что такое соотношение возникло в результате уравновешивания этих двух видов материи до того, как Вселенная остыла», — сказал Павлос Вранас, один из авторов новой статьи, в пресс-релизе.
Тёмная материя составляет 83 % всей материи во Вселенной и не взаимодействует напрямую с электромагнитными, сильными и слабыми ядерными силами. По сути, она невидима. Однако её взаимодействие с гравитацией оказывает поразительное влияние на движение галактик и скоплений галактик, что практически не оставляет сомнений в её существовании.
Ключом к его способности оставаться незамеченным являются низкие температуры во Вселенной сегодня. Как и кварки в нейтроне, при высоких температурах эти электрически заряженные составляющие взаимодействуют практически со всем. Но при более низких температурах они связываются друг с другом, образуя электрически нейтральную составную частицу.
Полученные результаты могут помочь исследователям в поисках тёмной материи. Новая теория скрытой тёмной материи может быть подтверждена (или опровергнута) в ходе будущих экспериментов на Большом адронном коллайдере.
Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.