Как отмечается в материале Physical Review Letters сразу после Большого взрыва Вселенная пережила так называемую инфляцию, увеличившись в размерах в 10 септильонов раз всего за крошечную долю секунды.
Однако ряд научных теорий предполагает, что Вселенная пережила эту инфляцию еще до Большого взрыва.
Астрофизики из Техасского университета в Остине считают, что темная материя образовалась еще до Большого взрыва, именно в момент инфляции, которая предшествовала образованию Вселенной. Американские ученые назвали новую теоретическую модель теплой инфляцией с заморозкой.
Согласно этой теории частицы темной материи были образованы в результате чрезвычайно слабого взаимодействия между излучением и частицами тепловой смеси во время процесса инфляции.
"Уникальность нашей модели заключается в том, что темная материя успешно образуется во время инфляции", - отмечает астрофизик из Техасского университета в Остине Кэтрин Фриз.
Большинство современных теоретических моделей предполагает, что все, что было создано в процессе инфляции, потом теряет невероятный энергетический потенциал из-за экспоненциального расширения Вселенной до момента, когда не останется ничего.
Большинство ученых считают, что до Большого взрыва все, что впоследствии стало Вселенной, существовало в состоянии сингулярности — крошечной точке бесчисленной плотности.
Однако ряд ученых предполагают, что Большому взрыву предшествовала не сингулярность. Они отмечают, что мог произойти коллапс предыдущей Вселенной, который описывается моделью Большого отскока или космической инфляцией. Этот процесс занял буквально 1 на 10-33 секунды, или нониллионную долю секунды. За этот невероятно короткий промежуток времени энергия получила форму материи и света и образовала Большой взрыв.
Американские астрофизики оказались не первыми, кто предложил эту теорию, однако они первыми описали механизм того, как могла образоваться темная материя. Источник этой науки остается неясным для ученых.
По сценарию тепловой инфляции поле инфлатонов тратит часть своей энергии на излучение в тепловой ванне. Из этого излучения образуются частицы темной материи в результате процесса под названием УФ-замораживания. Темная материя нарушает равновесие этой тепловой смеси и температура никогда не превышает определенный порог.
По расчетам американских физиков этот механизм позволяет выработать достаточно темной материи для объяснения того количества темной материи, которая по данным астрономических наблюдений, существует во Вселенной. Предстоящие исследования космического микроволнового фона, такие как CMB-S4 могут проверить идею теплой инфляции.
«Если будущие наблюдения подтвердят, что теплая инфляция является правильной парадигмой, это значительно усугубит аргументы в пользу того, что темная материя образуется так, как описано в нашей теории», — отмечает физик Габриэле Монтефальконе.
Спасибо, что вы с нами! Монобанка для поддержки редакции ЕlitЕxpert.
