#темная материя

На глубине в тысячи метров под поверхностью Земли исследователи пытаются обнаружить то, чего никто до сих пор не смог увидеть. Темная материя — невидимая форма материи, которая не отражает и не испускает свет, — проявляет себя через гравитационные эффекты, указывающие на то, что она может составлять значительную часть всей материи во Вселенной.

Японские ученые использовали магнитное поле и атмосферу Земли как гигантский планетарный детектор для поиска аксионов и темных фотонов — сверхлегких частиц темной материи. Исследователи в 100 раз повысили точность измерений и зафиксировали несколько неизвестных сигналов.

Международная группа физиков зафиксировала под землей в США аномальный всплеск энергии, похожий на прямое столкновение невидимой частицы темной материи с обычным веществом. Подземные датчики поймали сигнал, который не удалось списать ни на один из известных науке видов радиации или фоновых помех.

Моделирование 15 тысяч звездных потоков показало, что большая их часть приобретает характерные разрывы, изгибы, ответвления и другие сложные структуры даже без взаимодействия с субгало темной материи — их может создавать сама меняющаяся неоднородная галактика. Поэтому измененную форму звездного потока нельзя считать надежным признаком присутствия этой загадочной субстанции.

Поскольку ученые годами безрезультатно ищут частицы темной материи, многие физики сомневаются, что она вообще состоит из них. Однако одна из таких гипотез неожиданно получила второй шанс: выяснилось, что прежние ограничения на существование гипотетических темных фотонов могли быть слишком строгими.

Авторы нового исследования показали, что черные дыры, возникшие из гипотетических «темных звезд», могли стать одним из главных источников слабого гравитационного сигнала, который сегодня регистрируют ученые.

Ученые из МФТИ и Объединенного института ядерных исследований завершили комплексный анализ поведения констант связи Стандартной модели на высоких энергиях. Используя ренормализационную группу, авторы оценили вероятность того, что наш вакуум — физическое состояние, в котором существует все вещество во Вселенной,— рано или поздно «провалится» в более глубокое энергетическое состояние.

Согласно новой гипотезе, первичные черные дыры зародились в прошлую космическую эпоху — еще во время сжатия Вселенной. Пережив последующий Большой взрыв, гигантские реликты сохранились до наших дней и сегодня способны раскрыть природу загадочной темной материи.

Ученые до сих пор не уверены, существует ли темная материя, — эксперименты и теории все время сужают зоны поиска, но стопроцентного доказательства у нас нет. При этом именно темная материя может удобно объяснить примерно четверть массы Вселенной.

В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.

Астрономы показали, что внутри космических пустот (войдов) все же формируются связанные группы галактик. Причем их свойства могут радикально отличаться от аналогичных систем в более «густонаселенных» регионах. Такие группы позволяют проверить, как окружающая среда влияет на рост космических структур и распределение темной материи там, где вещества очень мало.

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.

Скопление «Пуля» долго считалось одним из главных доказательств существования темной материи. Теперь же ученые заявили, что часть загадочной «пропавшей» массы может оказаться вовсе не экзотической субстанцией, а обычным веществом, которое астрономы до сих пор недооценивали. Открытие не отменяет существование темной материи, но может изменить представления о том, какую роль она играет в формировании крупнейших структур Вселенной.

Открытие трех межзвездных объектов заставило астрономов задуматься о неожиданном источнике массы в Млечном Пути. Авторы нового исследования показали, что космические странники, прилетающие из глубин Галактики, могут быть не только свидетелями ее истории, но и важным компонентом ее общей массы.

Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.

Крупнейший анализ данных гравитационных волн помог поставить под сомнение одну из самых необычных гипотез космологии. Выяснилось, что первичные черные дыры почти наверняка не могут составлять значительную часть темной материи. Это важно, поскольку они десятилетиями считались одними из наиболее необычных и при этом проверяемых кандидатов на роль невидимой массы Вселенной.

Могла ли темная материя оставить след в гравитационных волнах? Задавшись этим вопросом, физики заявили, что в сигналах от слияния черных дыр, регистрируемых с помощью детекторов LIGO, VIRGO и KAGRA, могут скрываться признаки особо легких скалярных частиц — одних из возможных кандидатов на роль темной материи.

Темная материя может «светиться» по-разному в зависимости от того, где именно во Вселенной находится галактика. Ученые показали, что космическая среда способна менять ожидаемые сигналы ее аннигиляции на десятки процентов. Это важно, поскольку такие сигналы — один из немногих способов поиска этой загадочной субстанции.

Чтобы понять, как формируются галактики, скопления и сама структура Вселенной, ученые открыли доступ к одной из крупнейших космологических симуляций в истории — FLAMINGO. Модель поможет точнее изучить природу темной материи и темной энергии, от которых зависит эволюция всего космоса.

Российские физики предложили экспериментальную программу, которая поможет разобраться в самых важных вопросах мироздания. Речь идет об измерении электрического дипольного момента (ЭДМ) — гипотетической характеристики элементарных частиц, которая отражает неоднородность распределения внутри них положительного и отрицательного зарядов и поиске темной материи. В работе приняли участие ученые из Московского физико-технического института, НИЯУ МИФИ, Института ядерных исследований РАН, Института теоретической физики им. Л. Д. Ландау РАН и Объединенного института ядерных исследований.