Астрофизики объяснили «загадочные» экспериментальные данные темной энергией
В погоде за темной энергией исследователи проекта XENON1T, возможно, зафиксировали следы темной энергии — гораздо более загадочной субстанции, отвечающей за ускоренное расширение Вселенной
Все, что наши глаза могут видеть в ночном небе и вокруг себя — от крошечных лун до массивных галактик, от муравьев до голубых китов — составляет менее пяти процентов массы Вселенной. Около 27% занимает темная материя — невидимая сила, удерживающая галактики и космическую паутину вместе, в то время как 68% представляет собой темная энергия, которая заставляет Вселенную расширяться с ускорением.
Существование темной материи было предсказано в 1920-х годах, а концепция темной энергии появилась лишь в 1998 году. Поэтому о второй субстанции мы знаем гораздо меньше, чем о первой. Тем не менее, они обе остаются загадочными, так как их природа и составляющие частицы до сих пор неизвестны. Темная материя в теории может сталкиваться с традиционной барионной и тем самым порождать видимые вспышки. Именно для фиксирования таких вспышек и был разработан эксперимент XENON1T, однако результаты его работы оказались страннее, чем предполагали ученые.
Около года назад эксперимент XENON1T сообщил о неожиданном сигнале — превышении ожидаемого фона. В то время самым популярным объяснением избытка были аксионы — гипотетические, чрезвычайно легкие частицы, образующиеся на Солнце. Однако это объяснение не выдерживает наблюдений, поскольку количество аксионов, которое потребовалось бы для объяснения сигнала XENON1T, резко изменило бы эволюцию звезд, намного более тяжелых, чем Солнце, что входит в противоречие с наблюдениями.
Тогда астрофизики исследовали модель, в которой этот сигнал может быть отнесен к темной энергии, а не к темной материи, для обнаружения которой изначально был разработан эксперимент. Проведенные расчеты показывают, что эксперименты, подобные XENON1T, которые предназначены для обнаружения темной материи, также могут быть использованы для обнаружения темной энергии. Однако превышение фона, обнаруженное астрофизиками, все еще нуждается в убедительном подтверждении.
Если это странное превышение фона было сигналом темной энергии, предстоящие обновления эксперимента XENON1T, а также проекты, преследующие аналогичные цели, такие как LUX-Zeplin и PandaX-xT, означают, что в течение следующего десятилетия можно будет напрямую обнаружить темную энергию.
Статья астрофизиков опубликована в журнале Physical Review D.
