В сторону «вимпы»: изучаем альтернативные теории темной материи
Стандартная модель космологии подсказывает нам, что лишь 4,9% Вселенной состоит из обычной материи (из той, что мы можем увидеть), в то время как остальная часть на 26,8% состоит из темной материи и на 68,3% из темной энергии. Как следует из названия этих понятий, мы не можем их увидеть, поэтому их существование должно вытекать из теоретических моделей, наблюдений крупномасштабной структуры Вселенной и очевидных гравитационных эффектов, которые проявляются на видимой материи.
«Такая высокая температура рассказывает нам две интересные вещи об инфляции, — говорит Сандора. — Если темная материя будет PIDM: первое — инфляция протекала при очень высоких энергиях, которые произвели бы не только флуктуации в температуре ранней Вселенной, но и в самом пространстве-времени, в форме гравитационных волн. Второе — она говорит нам, что энергия инфляции должна была распадаться на материю чрезвычайно быстро, поскольку если бы это заняло много времени, Вселенная могла остыть до того момента, после которого уже не смогла бы произвести PIDM вообще».
Существование этих гравитационных волн может быть подтверждено или исключено в ходе будущих исследований космического микроволнового фона. Это крайне интересная новость, поскольку недавнее открытие гравитационных волн, как ожидается, приведет к возобновлению попыток обнаружить первичные волны, которые уходят корнями в само сотворение Вселенной.
Как объяснил Сандора, все это представляет однозначно выигрышный сценарий для ученых, поскольку новейший кандидат в темную материю будет либо обнаружен, либо опровергнут в ближайшем будущем.
«Наш сценарий делает железобетонное предсказание: мы увидим гравитационные волны в следующем поколении экспериментов с космическим микроволновым фоном. То есть это беспроигрышный вариант: если мы их увидим, это прекрасно, а если не увидим, то будем знать, что темная материя не является PIDM, из чего следует, что нужно ожидать некоторое ее взаимодействие с обычной материей. Если же это все случится в ближайшие десять лет, нам остается лишь с нетерпением ждать».
С тех пор как Якобус Каптейн впервые предположил существование темной материи в 1922 году, ученые искали прямые подтверждения ее существования. Один за другим, кандидатуры среди частиц — от гравитино до аксионов — предлагались, отсеивались и уходили в сферу вечных поисков. Что ж, если этот последний кандидат будет однозначно опровергнут или подтвержден, такой вариант уже неплох.
Ведь если он будет подтвержден, мы решим одну из крупнейших космологических загадок всех времен. На шаг приблизимся к пониманию Вселенной и того, как ее загадочные силы взаимодействуют между собой.
