Группа исследователей из Техасского университета в Остине (UT Austin) предложила новую модель, которая может изменить современные теории о происхождении Вселенной. Согласно их исследованию, тёмная материя, составляющая около 27% Вселенной, могла возникнуть незадолго до Большого взрыва, в период космической инфляции.
Теория основана на идее космической инфляции, выдвинутой физиком Аланом Гутом в 1981 году. Согласно этой теории, Вселенная быстро расширялась в «младенчестве», что могло привести к образованию тёмной материи посредством так называемого сценария «замораживания». Кэтрин Фриз, ведущий исследователь, объяснила уникальность их модели: «Тёмная материя успешно образуется во время инфляции, в отличие от большинства других моделей, где всё, что образуется на этой фазе, по сути, уничтожается экспоненциальным расширением Вселенной».
Команда исследователей предполагает, что тёмная материя возникла из «термальной ванны» во время тёплой инфляции, то есть из взаимодействующих частиц, сохраняющих определённую температуру в процессе формирования Вселенной. Учёные предлагают два возможных сценария происхождения тёмной материи в этом термальном источнике. Первый сценарий, называемый «вымораживанием», предполагает, что частицы тёмной материи изначально находились в тепловом равновесии с обычной материей, но по мере расширения и остывания Вселенной они перестали взаимодействовать с обычной материей, и их плотность стала постоянной. Однако исследователи отвергли эту версию, поскольку тепловое равновесие, вероятно, нарушается такими интенсивными событиями, как инфляция и Большой взрыв.
Второй сценарий предполагает, что частицы тёмной материи никогда не находились в тепловом равновесии, а образовались в результате редких высокоэнергетических взаимодействий, таких как взаимодействия с участием ультрафиолетового излучения в ранней Вселенной. Согласно модели, названной «теплая инфляция посредством ультрафиолетового замораживания» (WIFI), образование тёмной материи происходило до Большого взрыва в течение короткого периода времени, когда Вселенная экспоненциально расширялась из-за космической инфляции.
Бармак Шамс, один из соавторов исследования, отметил, что «WIFI предполагает более широкую применимость, например, в производстве других частиц, которые могли сыграть решающую роль в ранней эволюции Вселенной». Новая модель может изменить многие современные теории происхождения Вселенной и открыть новые возможности для понимания тёмной материи.
Ожидаемые результаты и перспективы этой работы включают дальнейшее изучение тёмной материи и её взаимодействия с обычной материей, а также возможность проверки модели с помощью будущих экспериментов и наблюдений. Контекст и значение этого события заключаются в том, что оно может привести к пересмотру существующих теорий о происхождении Вселенной и открыть новые горизонты в изучении космоса.
