Предложена новая гипотеза о появлении темной материи

Новая гипотеза, предложенная физиками, предполагает, что темная материя возникла во время краткой инфляционной фазы, когда Вселенная стремительно расширялась экспоненциально. Три ученых из Техаса в США опубликовали новую модель в Physical Review Letters.

Согласно этой идее, темная материя сформировалась в результате взаимодействия с термальной ванной, а ее изобилие образовалось путем процесса "вымораживания" или "замораживания". В модели с вымораживанием темная материя находится в химическом равновесии с ванной в самом раннем времени.

Эта новая теория предлагает интересный взгляд на происхождение темной материи и ее взаимодействие с окружающей средой во время ранних стадий развития Вселенной. Исследователи надеются, что дальнейшие наблюдения и эксперименты помогут подтвердить или опровергнуть эту модель.

Исследования показывают, что в процессе замораживания темной материи она никогда не достигает равновесия с термальной ванной. Взаимодействие между этими двумя компонентами может быть подавлено из-за особенностей квантовых теорий поля. Однако, несмотря на это, существует возможность исследовать эти явления и их последствия.

При УФ-замораживании важно отметить, что температура ванны всегда оказывается ниже массы частиц, которые связывают темную материю с Стандартной моделью физики элементарных частиц. Энергия, масса и температура взаимосвязаны через фундаментальные константы, что является ключевым аспектом в понимании процессов замораживания.

Теория инфляции, предложенная более 45 лет назад, описывает период экспоненциального расширения Вселенной в ее ранние дни. Этот период характеризовался ускоренным ростом размеров Вселенной на поразительные величины за крохотные временные интервалы. Важно продолжать исследования в этой области, чтобы расширить наше понимание происходящих процессов и явлений.

Инфляция, прекратившаяся, не остановила расширение Вселенной, которое происходит не экспоненциально. Несмотря на то, что движущая сила инфляции до сих пор остается загадкой, космологи предполагают существование инфлатона - гипотетического поля, заполняющего все пространство-время.

В модели WIFI - Warm Inflation via ultraviolet Freeze-In - темная материя возникает благодаря небольшим и редким взаимодействиям с частицами в горячей и энергичной среде. Хотя наблюдательные данные пока не подтверждают эту модель, ключевая составляющая сценария - теплая инфляция - будет проверена в ближайшем десятилетии с помощью экспериментов с космическим микроволновым фоном. Подтверждение теплой инфляции станет важным шагом для модели происхождения темной материи в рамках модели WIFI.