Был ли во Вселенной второй большой взрыв, создавший темную материю?

Хотя мы можем наблюдать его гравитационное воздействие на обычную материю, такую как галактики и скопления, мы до сих пор не знаем, из чего он состоит и как он появился.

В новом исследовании физики Кэтрин Фриз из Техасского университета в Остине и ее коллеги предлагают радикальную идею: что если темная материя была создана в результате второго Большого взрыва, произошедшего, когда Вселенной было меньше месяца от роду?

Этот «темный Большой взрыв» мог быть отдельным событием от обычного Большого взрыва, в результате которого возникли вещество и излучение, которые мы видим сегодня.

Исследователи основывают свою идею на последних наблюдениях космического микроволнового фона (CMB) — слабого послесвечения первого света во Вселенной.

Реликтовое излучение содержит мельчайшие флуктуации температуры и поляризации, которые раскрывают информацию о ранней истории космоса. Анализируя эти флуктуации, космологи могут делать выводы о свойствах темной материи, таких как ее масса и сила взаимодействия.

Фриз и ее коллеги выдвинули гипотезу о том, что темный Большой взрыв был вызван квантовым полем, которое распалось на различные типы частиц темной материи.

В зависимости от скорости и интенсивности этого распада могут образовываться либо очень тяжелые «темные зилы», либо более легкие «темные каннибалы», которые со временем поглощают друг друга. Эти частицы могут оказывать различное влияние на реликтовое излучение, например, изменять его спектр или создавать искажения в его поляризации.

Авторы надеются, что будущие наблюдения реликтового излучения и гравитационных волн, представляющих собой пульсации в пространстве-времени, вызванные бурными событиями, позволят проверить их теорию и пролить свет на природу темной материи.

Они также предполагают, что могло произойти более одного темного Большого взрыва, что привело к образованию богатого разнообразия типов темной материи во Вселенной.

Их работа является частью более широкого сдвига в космологии, когда вместо предположения о единичном Большом взрыве, в результате которого возникло все, ученые изучают возможность многочисленных фазовых переходов, формировавших Вселенную с течением времени.