Нова теория предполага, че тъмната материя може да бъде извънизмерен космически бежанец

(Chandra X-ray Observatory Center/Smithsonian Institution/Wikimedia Commons)

Тъмна материя , неуловимата субстанция, която представлява по-голямата част от масата във Вселената, може да се състои от масивни частици, наречени гравитони, които са се появили за първи път в първия момент след Голям взрив .

И тези хипотетични частици може да са космически бежанци от допълнителни измерения, предполага нова теория.

Изчисленията на изследователите намекват, че тези частици биха могли да бъдат създадени в точните количества, за да бъдат обяснени тъмна материя , което може да се „види“ само чрез гравитационното му привличане върху обикновената материя.

„Масивните гравитони се произвеждат от сблъсъци на обикновени частици в ранната Вселена.

Смята се, че този процес е твърде рядък, за да могат масивните гравитони да бъдат кандидати за тъмна материя“, каза съавторът на изследването Джакомо Качиапалия, физик от университета в Лион във Франция, пред Live Science.

Но в ново проучване, публикувано през февруари в сп Писма за физически преглед , Cacciapaglia, заедно с физиците от Корейския университет Haiying Cai и Seung J. Lee, откриха, че достатъчно от тези гравитони биха били направени в ранната Вселена, за да отчетат цялата тъмна материя, която в момента откриваме във Вселената.

Гравитоните, ако съществуват, биха имали маса по-малка от 1 мегаелектронволт (MeV), така че не повече от два пъти масата на един електрон, установи проучването.

Това ниво на маса е доста под мащаба, при който Хигс бозон генерира маса за обикновената материя – което е ключово за модела да произведе достатъчно от тях, за да отчете цялата тъмна материя във Вселената. (За сравнение, най-леката известна частица, неутрино , тежи по-малко от 2 електронволта, докато протонът тежи приблизително 940 MeV, според Национален институт по стандарти и технологии .)

Екипът откри тези хипотетични гравитони, докато търсеше доказателства за допълнителни измерения, които някои физици подозират, че съществуват заедно с наблюдаваните три измерения на пространството и четвъртото измерение, време .

В теорията на екипа, кога земно притегляне се разпространява през допълнителни измерения, той се материализира в нашата Вселена като масивни гравитони.

Но тези частици биха взаимодействали само слабо с обикновената материя и само чрез силата на гравитацията.

Това описание е зловещо подобно на това, което знаем за тъмната материя, която не взаимодейства със светлината, но има гравитационно влияние, което се усеща навсякъде във Вселената. Това гравитационно влияние, например, е това, което не позволява на галактиките да се разлетят.

'Основното предимство на масивните гравитони като частици тъмна материя е, че те взаимодействат само гравитационно, следователно могат да избегнат опитите за откриване на тяхното присъствие', каза Cacciapaglia.

За разлика от тях, други предложени кандидати за тъмна материя – като слабо взаимодействащи масивни частици, аксиони и неутрино – може също да се усети от техните много фини взаимодействия с други сили и полета.

Фактът, че масивните гравитони почти не взаимодействат чрез гравитацията с другите частици и сили във Вселената, предлага друго предимство.

„Поради техните много слаби взаимодействия, те се разпадат толкова бавно, че остават стабилни през целия живот на Вселената“, каза Cacciapaglia, „По същата причина те се произвеждат бавно по време на разширяването на Вселената и се натрупват там до днес.“

В миналото физиците смятаха, че гравитоните са малко вероятни кандидати за тъмна материя, тъй като процесите, които ги създават, са изключително редки. В резултат гравитоните ще се създават с много по-ниски скорости от другите частици.

Но екипът установи, че в пикосекундата (трилионна част от секундата) след Голям взрив , биха били създадени повече от тези гравитони, отколкото предполагаха минали теории.

Това подобрение е достатъчно за масивните гравитони, за да обясни напълно количеството тъмна материя, което откриваме във Вселената, установи проучването.

„Подобрението наистина дойде като шок“, каза Cacciapaglia. „Трябваше да извършим много проверки, за да сме сигурни, че резултатът е правилен, тъй като води до промяна на парадигмата в начина, по който разглеждаме масивните гравитони като потенциални кандидати за тъмна материя.“

Тъй като масивните гравитони се образуват под енергийната скала на Хигс бозон , те са освободени от несигурности, свързани с по-високи енергийни мащаби, които настоящата физика на елементарните частици не описва много добре.

Теорията на екипа свързва физиката, изучавана в ускорителите на частици като Голям адронен колайдер с физиката на гравитацията.

Това означава, че мощни ускорители на частици като Future Circular Collider в CERN, който трябва да започне да работи през 2035 г., биха могли да търсят доказателства за тези потенциални частици тъмна материя.

„Вероятно най-добрият изстрел, който имаме, е за бъдещи високопрецизни ускорители на частици“, каза Cacciapaglia. „Това е нещо, което в момента разследваме.“

Тази статия е публикувана първоначално от Наука на живо . Прочетете оригинална статия тук .

За Нас

Публикуването На Независими, Доказани Факти От Доклади За Здравето, Пространството, Природата, Технологиите И Околната Среда.