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».

Источник: DALL-E

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.