Новая ссылка? Влияние темной материи на кластеризацию Вселенной

Космологи предлагают новаторский теория это могло бы пролить свет на загадку темной материи и объяснить космическую паутину, крупномасштабную структуру Вселенной. Исследование, проведенное Университетом Торонто и опубликованное в Журнале космологии и физики астрочастиц, предполагает, что «проблема скопления» — удивительно однородное распределение материи в космическом масштабе — может намекать на темную материю, состоящую из аксионов, теоретически сверхлегких частиц.

Влияние темной материи на кластеризацию Вселенной

Обнаружение неуловимых аксионов может ответить на фундаментальные вопросы о природе Вселенной, выходящие за рамки понимания темной материи. «Если будущие наблюдения и лабораторные эксперименты подтвердят наличие аксионной темной материи, это станет одним из самых важных открытий этого века», — отметил ведущий автор Кейр Роджерс из Института астрономии и астрофизики Данлэпа.

Темная материя, составляющая 85% массы Вселенной и невидимая из-за отсутствия взаимодействия со светом, изучается через ее гравитационное воздействие на видимую материю. Аксионы, «нечеткие» компоненты квантовой механики, могут составлять темную материю. Их волновое поведение допускает более длинные волны, чем целые галактики, что влияет на формирование и распределение темной материи.

Аксионы и более гладкая Вселенная

Аксионы могут объяснить, почему Вселенная кажется менее бугристой, чем предполагалось. Эта непредвиденная гладкость, наблюдаемая в обширных обзорах галактик, бросает вызов противоположной теории, предполагающей, что темная материя состоит только из слабо взаимодействующих тяжелых субатомных частиц (WIMP). Несмотря на такие усилия, как Большой адронный коллайдер, никаких доказательств существования вимпов не существует.

Анализ и моделирование космического микроволнового фона

Исследовательская группа тщательно изучила космический микроволновый фон (CMB), реликтовый свет Большого взрыва, результаты исследований Planck 2018, космологический телескоп Атакама и телескоп Южного полюса. Они сопоставили данные CMB с данными о скоплении галактик из Спектроскопического обзора барионных колебаний (BOSS).

Изучая распределение галактик, отражающее поведение темной материи под действием гравитации, команда отметила меньшее количество колебаний материи во Вселенной, чем ожидалось. Используя компьютерное моделирование для моделирования Вселенной с длинными волнами темной материи, они обнаружили совпадение с данными реликтового излучения и кластеризации галактик, что усилило аргумент в пользу того, что нечеткие аксионы могут решить проблему скопления.