Международная команда физиков по итогам нового исследования предложила расширенную теорию о рождении Вселенной. Авторы работы предполагают, что Большой взрыв был не один - вместе с ним произошел еще и темный Большой взрыв, который наполнил все окружающее нас пространство частицами таинственной темной материи.
Статья исследователей доступна на сервере препринтов arXiv, а коротко о новой теории рассказывает Science Alert. В стандартной космологии происхождение Вселенной неразрывно связано с так называемым Большим взрывом. Считается, что он дал начало процессу расширения Вселенной, который продолжается до сих пор.
Считается также, что в первые минуты существования Вселенной частицы начали собираться в первые протоны и нейтроны. Это был процесс, известный как нуклеосинтез Большого взрыва - столп современной космологии, поскольку легшие в его основу расчеты точно предсказывают количество водорода и гелия в космосе.
Однако в последние годы было проведено немало исследований загадочной темной материи. Экспериментально подтвердить ее существование не удалось. Но косвенные данные и компьютерное моделирование указывают на то, что темная материя, являющаяся невидимой формой материи, не просто существует, а занимает подавляющую часть общей массы в космосе. Стандартная теория гласит, что Большой взрыв каким-то образом создал темную материю, после чего она просто "болтается" в космосе, никак и ни с чем не взаимодействуя.
В новом исследовании предложена теория о том, что эпоха инфляции и нуклеосинтеза Большого взрыва не была одинокой, а темная материя появилась и развивалась по совершенно отдельному сценарию. Согласно ему, когда инфляция закончилась, она заполнила Вселенную частицами и излучением, но не темной материей. Более того, физики предполагают, что осталось какое-то квантовое поле, которое не исчезло. По мере расширения и охлаждения Вселенной это неизвестное квантовое поле в конечном итоге трансформировалось, вызвав образование темной материи.
Иными словами, новый подход к теории Большого взрыва отделяет эволюцию темной материи от эволюции "нормальной" материи, то есть той материи, которую мы можем увидеть, услышать, пощупать и т.д. Это означает, что эволюция обоих видов материи идет отдельными друг от друга путями. Ученые также выдвинули идею о том, что на самом деле могло произойти два Больших взрыва, причем второй был "темным", и именно он породил в конечном итоге темную материю.
Моделирование указывает на то, что второй Большой взрыв мог произойти позже первого - примерно тогда, когда Вселенной было меньше месяца. Исследование показало, что темный Большой взрыв мог высвободить уникальную сигнатуру мощных гравитационных волн, которые сохранились в современной Вселенной. Эксперименты последних лет в целом подтверждают факт присутствия таких волн в космосе, существование которых прогнозировал еще знаменитый физик Альберт Эйнштейн.