Космологи предложили теорию Тёмного Большого взрыва
Космологи предположили, что кроме Большого взрыва, породившего все частицы и излучение во Вселенной, мог произойти ещё один, наполнивший нашу Вселенную частицами тёмной материи. И, возможно, благодаря этой теории мы сможем её обнаружить.
В стандартной космологической модели ранняя Вселенная была очень экзотическим местом. Самым значительным событием, произошедшим в нашем космосе, была инфляция, которая в очень ранние времена после Большого взрыва привела нашу Вселенную к периоду чрезвычайно быстрого расширения.
Когда инфляция закончилась, экзотические квантовые поля, которые привели к этому событию, распались, превратившись в поток частиц и излучения, которые существуют и по сей день.
Когда возраст нашей Вселенной составлял менее 20 минут, эти частицы начали собираться в первые протоны и нейтроны — этот процесс мы называем нуклеосинтезом Большого взрыва. Нуклеосинтез Большого взрыва является основой современной космологии, поскольку расчёты, лежащие в его основе, точно предсказывают количество водорода и гелия в космосе.
Однако, несмотря на успех нашей картины ранней Вселенной, мы все ещё не понимаем, что такое тёмная материя и откуда она взялась. При этом такая невидимая форма материи отвечает за подавляющее большинство массы Вселенной.
Стандартное предположение в моделях Большого взрыва заключается в том, что какой бы процесс ни породил частицы и излучение, он породил и тёмную материю. И после этого тёмная материя просто была.
Но группа исследователей предложила новую идею, по которой тёмная материя могла появиться и эволюционировать совершенно отдельно. После заполнения Вселенной частицами и излучением могло остаться ещё одно некое квантовое поле, которое не распалось сразу. По мере расширения и охлаждения Вселенной это дополнительное квантовое поле в конце концов трансформировалось, что и привело к образованию тёмной материи.
Преимущество этой теории заключается в том, что она разделяет эволюцию тёмной материи и нормальной материи. Получается, что нуклеосинтез Большого взрыва может протекать так, как мы сейчас его понимаем, в то время как тёмная материя могла развиваться отдельно.
Этот подход также открывает возможности для изучения богатого разнообразия теоретических моделей тёмной материи: если у неё есть свой эволюционный путь, её легче отслеживать в расчётах и сравнивать их с наблюдениями.
Команда авторов статьи оценила, что этот так называемый Тёмный Большой взрыв должен был произойти, когда нашей Вселенной было меньше одного месяца. Исследование также показало, что Тёмный Большой взрыв мог породить уникальные сигнатуры сильных гравитационных волн, которые должны сохраняться в современной Вселенной. Текущие эксперименты по наблюдению за синхронизацией пульсаров теоретически должны помочь обнаружить эти гравитационные волны; если они, конечно, существуют.
