• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
25 июня, 10:30
Любовь С.
5
611

Темная материя могла замедлить рост галактик, а не ускорить его

❋ 4.3

Гипотетическая сила, которая могла бы действовать между частицами темной материи — «темная сила», — ведет себя совсем не так, как ожидалось. Вместо усиления роста галактик и скоплений она, по-видимому, подавляет формирование крупномасштабной структуры Вселенной. Это ставит под сомнение одну из популярных попыток объяснить расхождения между космологическими наблюдениями и предсказаниями Стандартной космологической модели.

Темная материя, по оценкам, составляет около 85 процентов массы Вселенной / © Rubin Observatory

Темная материя составляет примерно 85 процентов всей материи во Вселенной. Ее природа, однако, по-прежнему неизвестна. Тем не менее в существовании этой загадочной субстанции ученые почти не сомневаются: именно ее гравитационное воздействие на галактики удерживает их вместе. 

В Стандартной космологической модели ΛCDM темная материя влияет на эволюцию Вселенной прежде всего через гравитацию. Некоторые теоретические модели, однако, предполагают, что между ее гипотетическими частицами могут существовать дополнительные взаимодействия — своеобразные «темные силы», не связанные с обычным веществом. Выявить такие силы можно лишь косвенно — по их влиянию на формирование и рост космических структур.

Авторы новой научной работы изучили один из самых простых вариантов такой идеи (хотя от общепринятой она далека). В их модели между частицами темной материи действует дополнительная сила, переносимая очень легкой скалярной частицей. На первый взгляд, подобное взаимодействие должно усиливать притяжение между сгустками темной материи и помогать структурам расти быстрее. Детальный анализ, однако, показал, что все намного сложнее.

Дополнительная темная сила действительно усиливала локальное «склеивание» темной материи, но в то же время влияла на общую эволюцию ее плотности во Вселенной. По итогу эти эффекты почти полностью компенсировали друг друга. Для наблюдений слабого гравитационного линзирования, которые чувствительны к общей массе и распределению вещества, предполагаемое усиление роста структур фактически исчезало. 

Исследователи также учли ограничения, накладываемые измерениями реликтового излучения, оставшегося после Большого взрыва. Выяснилось, что модели темной силы, согласующиеся с этими данными, требуют большего вклада темной энергии в поздней Вселенной. Это, в свою очередь, приводит уже не к нейтральному эффекту, а к заметному подавлению роста космических структур по сравнению с ΛCDM. 

В более сложных сценариях переносчик обладал хотя бы ненулевой массой. Правда, ситуацию это не улучшило: хотя некоторые компенсационные эффекты становились слабее, сами частицы-переносчики вносили дополнительный вклад в космическую динамику и в результате еще сильнее препятствовали образованию крупных структур.

Результаты исследования, опубликованного в журнале Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, показали, что простые модели дополнительной силы едва ли могут объяснить наблюдаемые космологические аномалии, связанные с ростом структур. Напротив, они предсказывают противоположный эффект. 

При этом авторы статьи не исключили существование более сложных взаимодействий темной материи. Значит, будущим теориям придется учитывать строгие ограничения, вытекающие из наблюдений реликтового излучения и крупномасштабной структуры Вселенной. 

Хотя природа темной материи остается одной из главных загадок современной физики, ученые почти не сомневаются в ее существовании. В то же время ни одна из многочисленных гипотез, связывающих ее с элементарными частицами, не получила подтверждения. Как и предположения о существовании темных сил. Поэтому исследователи продолжают искать как новые свойства темной материи, так и альтернативные объяснения космических явлений.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Любовь С.
Автор освещает темы из разных областей науки, включая астрономию, палеонтологию и генетику. Пишет о научных открытиях, природных явлениях и эволюционных процессах.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
7 августа, 08:30
Александр Березин

Авторы новой работы утверждают, что общий предок всего живого (LUCA) по сути не был свободноживущим организмом. А его потомки, чтобы стать такими, пошли двумя принципиально разными путями, образовав две принципиально разные группы существ.

6 августа, 15:15
Максим Абдулаев

Палеонтологи из Германии и Австралии предположили, что одной из причин кембрийского взрыва стало появление плотного кала во время эволюции. В отличие от растворенной органики, фекалии быстро тонули, доставляя питательные вещества в глубоководные зоны. Эта линия доставки породила копрофагию (поедание экскрементов) и создала новые экологические ниши на глубине древних морей. Это и запустило цепную реакцию, известную как кембрийский взрыв.

7 августа, 13:39
Марк Чернов

Эксперименты показали, какие именно особые нейроны-регуляторы связывают ожидание награды с готовностью продолжать работу. Причем их отключение резко снижает настойчивость в достижении цели.

4 августа, 12:03
Александр Березин

Остров Пекан недалеко от Мексиканского залива в Луизиане вскоре перейдет в собственность компании Илона Маска. Здесь будет новый космодром для Starship, почти в 20 раз больше, чем в Бока-Чике, где уже стоят две стартовых площадки. Уникальное местоположение позволит компании попытаться реализовать амбициозную цель о запуске миллиона низкоорбитальных спутников на орбиты, где сегодня находится подавляющее меньшинство спутников Земли.

5 августа, 10:09
Александр Березин

Хотя тротиловый эквивалент взрыва от удара был умеренным, всего несколько тонн, благодаря рыхлости лунного грунта низких широт он может поднять до 400 тонн пыли. Она способна образовать облако высотой в десятки километров. Астрономы надеются провести наблюдения этого события и, возможно, зафиксировать какие-то особенности выброшенного лунного материала.

1 августа, 20:27
Evgenia Vavilova

Команда исследователей из Германии и Турции впервые исследовала ледник на вершине Большого Арарата на высоте более пяти тысяч метров. Две недели в июле 2026 года ученые собирали данные о вечных снегах горы, которые до этого не были тщательно исследованы.

31 июля, 14:12
Андрей Серегин

Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.

9 июля, 13:06
Редакция Naked Science

Видеосервисы стали неотъемлемой частью жизни россиян. В 2026 году охваты большинства платформ продолжают расти, в том числе YouTube.

19 июля, 20:09
Александр Березин

Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?

[miniorange_social_login]

Комментарии

5 Комментариев
Взяли легкую темную материю, не получилось. Взяли потяжелее, опять не получилось. Но будут еще пробовать и пробовать. Macho не пропустят
    Юрий, ну пока что во всех гипотезах есть свои проблемы, время покажет, для какой из них добудут железные доказательства
    +
      Еще 2 ответа
      Аркадий, это похоже на научный метод - выдвигать разные предположения. Но больше похоже на метод "научного тыка" - попробуем струны, попробуем темную материю разгой массы. С тех пор методологический аппарат науки развился, тот же Поппер - для выдвижения хотя бы гипотезы этим авторам стоит хотя бы рассмотреть критерии фальсифицируемости и попробовать применить к более широкому классу коммологических явлений (это сделано не было, множество последних наблюдений похоронило другие гипотезы). Пока что это даже не гипотеза, а ИМХО - имею мнение, х оспоришь. И ведь они PhD защитят на нескольких этих имхах
        Юрий, ну так их и прорабатывают, чтобы понять, какие из гипотезы можно получить проверяемые в какой-то перспективе следствия. Как достигнут технологии уровня, достаточного для проверки следствий какой-то из гипотез, оно и начинает с некоторой вероятностью сыпаться, сужая область дальнейшего поиска
О, сколько ещё ошибок, переосмыслений и переубеждений нам предстоит.