Тъмната материя – мистериозната субстанция, която съставлява по-голямата част от масата във Вселената – вероятно е съставена от масивни частици, наречени гравитони, които са се появили за първи път в миговете след Големия взрив.
Въпросните хипотетични частици пък са „гости“ от допълнителни измерения, твърди нова теория.
Изчисленията на изследователите подсказват, че броят на образуваните частици е достатъчен, че да обясни тъмната материя, която може да бъде „видяна“ единствено благодарение на гравитационното привличане, което оказва върху обикновената.
„Масивни гравитони са се образували при сблъсъка на обикновените частици в ранната Вселена – казва физикът Джакомо Качапалия, от Лионския университет във Франция, съавтор на изследването. – Смяташе се, че този процес е твърде рядък, за да превърне масивните гравитони в кандидати за тъмна материя.“
В ново изследване обаче, публикувано през февруари във Physical Review Letters, Качапалия, наред с физиците Хаинг Цай и Сеюнг Лий от Корейския университет, откриват, че в зората на Вселената е образувано достатъчно голямо количество от тези гравитони, което пасва идеално на цялата тъмна материя, която засичаме на този етап.
Ако въобще съществуват, гравитоните биха имали маса, която е под 1 мегаелектронволт (МеВ) – т.е. горе-долу два пъти по-голяма от тази на електрона (но не повече), открива изследване.
Това ниво на маса е доста под мащаба, при който Хигс бозонът генерира маса за обикновената материя (именно благодарение на тази ключова характеристика моделът успява да произведе достатъчно голямо количество, което да пасне на цялата тъмна материя във Вселената). За справка, неутриното – най-леката частица, позната на човечеството, тежи по-малко от 2 електронволта, докато протонът – около 940 МеВ (според Националния институт за стандарти и технологии).
Екипът се натъква на тези хипотетични гравитони, докато търси доказателства за съществуването на допълнителни измерения, които според някои физици съществуват наред с трите пространствени и четвъртото, свързано с времето.
Теорията на учените гласи, че когато гравитацията се разпространява през допълнителните измерения, тя се материализира в нашата Вселена под формата на масивни гравитони.
Тези частици обаче ще си взаимодействат съвсем слабо с обикновената материя и само посредством силата на гравитацията.
Това описание е изключително сходно с нещата, които знаем за самата тъмна материя – тя не си взаимодейства със светлината, но въпреки това гравитационното ѝ влияние се усеща из цялата Вселена. Именно това гравитационно влияние например пречи на галактиките да се разлетят неконтролируемо.
Масивните гравитони предсавляват отлични кандидати за тъмна материя, тъй като те си взаимодействат единствено гравитационно. За разлика тях другите потенциални кандидати (например слабо взаимодействащите масивни частици, аксоните и неутриното) могат да бъдат усетени и по изключително фините си взаимодействия с други сили и полета.
Качапалия смята, че Бъдещият кръгов колайдер, който се очаква да заработи през 2035 г., може да бъде използван за откриването на преки доказателства за съществуването на тези гравитони.
Източник: Live Science
