Гравитация распространяется через дополнительные измерения, проявляясь в виде гравитонов в нашей Вселенной

Неуловимая субстанция, которая существует в нашей Вселенной под названием «темная материя», стала еще более загадочной и интересной. Исследователи предположили, что темная материя может быть космическим реликтом из дополнительных измерений.

Согласно статье, опубликованной в Письма о физическом обзоре, исследователи обнаружили, что если есть дополнительные измерения, мы должны быть в состоянии обнаружить их контрольные признаки в нашей Вселенной. Темная материя, как оказалось, может помочь нам в этом.

Ученые считают, что темная материя состоит из массивных частиц, называемых гравитонами, которые появились в первое мгновение после взрыва. Темная материя составляет подавляющее большинство массы во Вселенной. Новое исследование предполагает, что гипотетические частицы — гравитоны — могут происходить из дополнительных измерений.

Но откуда мы это знаем? Исследователи подсчитали, что именно такое количество этих частиц могло быть создано для создания темной материи, которая видна только благодаря ее гравитационному притяжению к обычной материи.

«Массивные гравитоны образуются в результате столкновений обычных частиц в ранней Вселенной. Считалось, что этот процесс происходит слишком редко, чтобы массивные гравитоны могли быть кандидатами в темную материю», — рассказал соавтор Джакомо Каччапалья, физик из Лионского университета во Франции, в интервью для Live Science..

В исследовании, опубликованном в феврале 2021 года в Physical Review Letters, Cacciapaglia и физики Корейского университета, Хайинг Цай и Сын Дж. Ли поняли, что ранняя Вселенная создала достаточно гравитонов, чтобы объяснить всю темную материю, наблюдаемую сегодня.

Гравитоны – контрольный знак

Было обнаружено, что гравитоны, вероятно, будут меньше, чем 1 мегаэлектронвольт (МэВ), поэтому не больше, чем удвоенная масса электрона.

Существует большая разница между этим уровнем массы и масштабом, в котором бозон Хиггса производит массу обычной материи, что крайне важно для модели, учитывающей всю темную материю, содержащуюся во Вселенной. Чтобы поместить это в контекст, протон весит примерно 940 МэВ по сравнению с нейтрино, самой легкой известной частицей, которая примерно весит 940 МэВ.

Ученые, однако, не искали гравитоны. Они искали доказательства существования других измерений и открыли гравитоны. Специалисты считают, что помимо трех измерений пространства и времени существует еще несколько измерений, четвертое измерение.

Согласно теории команды, гравитация распространяется через дополнительные измерения и проявляется в виде массивных гравитонов в нашей Вселенной..

Однако есть царапина; эти частицы — гравитоны — будут слабо взаимодействовать с обычным веществом и только через силу тяжести. В некотором смысле это описывает темную материю, которая не взаимодействует со светом, но может оказывать гравитационное влияние на всю вселенную. Галактики, например, удерживаются вместе гравитационным влиянием.

«Основное преимущество массивных гравитонов как частиц темной материи заключается в том, что они взаимодействуют только гравитационно, поэтому они могут избежать попыток обнаружить их присутствие», — сказал Каччапалья.

Вопреки этому, другие очень тонкие концепции, такие как слабо взаимодействующие массивные частицы, аксионы и нейтрино, также могут вызвать смутное ощущение темной материи. Это потому, что они взаимодействуют с другими обычными силами и полями.

Еще одним преимуществом гравитонов является то, что они почти не взаимодействуют с другими частицами и силами во Вселенной посредством гравитации.

Поскольку гравитоны создаются в крайне редких случаях, физики не считали гравитоны кандидатами на темную материю. Гравитоны будут создаваться гораздо медленнее, чем другие частицы.

Исследователи, однако, обнаружили, что гравитоны должны были производиться гораздо быстрее, чем предполагалось в предыдущих теориях. пикосекунда (триллионная доля секунды) после Большого взрыва. Исследователи обнаружили, что массивные гравитоны могут полностью объяснить количество темной материи, которое мы обнаруживаем во Вселенной с помощью этого улучшения.

«Из-за их очень слабых взаимодействий они распадаются так медленно, что остаются стабильными на протяжении всей жизни Вселенной», — объяснил Каччапалья Live Science.

«По той же причине они медленно производятся при расширении Вселенной и накапливаются там до сегодняшнего дня», — добавил он.