A sötét anyag mennyisége az Univerzumban körülbelül 2-5% -kal csökkent, ami megmagyarázhatja egyes fontos kozmológiai paraméterek értékeinek eltéréseit az ősrobbanás idején és napjainkban - állítják az orosz kozmológusok a Physical Review D folyóiratban megjelent cikkükben.
„Képzeljük el, hogy a sötét anyag több összetevőből áll, mint a közönséges anyag. Az egyik komponens instabil részecskékből áll, amelyek élettartama meglehetősen hosszú: a hidrogénképződés korában, több százezer évvel az Ősrobbanás után, még mindig az Univerzumban vannak, és ma már eltűntek, neutrínókká vagy hipotetikus relativisztikus részecskékké bomlottak. Akkor a sötét anyag mennyisége a múltban és ma más lesz”- mondta Dmitrij Gorbunov, a moszkvai Phystech munkatársa, az egyetem sajtószolgálata idézi.
A sötét anyag egy hipotetikus anyag, amely kizárólag a galaxisokkal való gravitációs kölcsönhatás révén nyilvánul meg, torzulásokat vezetve be mozgásukba. A sötét anyag részecskéi nem lépnek kölcsönhatásba semmilyen típusú elektromágneses sugárzással, ezért közvetlen megfigyelések során nem mutathatók ki. A sötét anyag az Univerzum tömegének körülbelül 26% -át teszi ki, míg a "hétköznapi" anyag a tömegének csak mintegy 4,8% -át teszi ki - minden más ugyanolyan titokzatos sötét energiára esik.
A sötét anyagnak az univerzum legközelebbi és legtávolabbi sarkaiban történő eloszlásának megfigyelései, amelyeket földi teleszkópok és a Planck szonda segítségével végeztek, nemrégiben furcsa dolgot tártak fel - kiderült, hogy az Univerzum terjeszkedési sebessége, valamint az ősrobbanás "visszhangjának" egyes tulajdonságai a távoli múltban és ma markánsan különböznek. Például manapság a galaxisok sokkal gyorsabban repülnek egymástól, mint az a CMB elemzésének eredményeiből következik.
Gorbunov és munkatársai megtalálták ennek lehetséges okát.
Egy évvel ezelőtt a cikk egyik szerzője, Igor Tkacsev akadémikus az Moszkvai Orosz Tudományos Akadémia Nukleáris Fizikai Intézetéből megfogalmazta az úgynevezett bomló sötét anyag (DDM) elméletét, amelyben a "hideg sötét anyag" (CDM) általánosan elfogadott elméletével ellentétben részben vagy egészben a részecskék instabilak. Ezeknek a részecskéknek - ahogy Tkacsev és társai javasolják - elég ritkán, de észrevehető mennyiségben kell lebomlaniuk, hogy eltéréseket generáljanak a fiatal és a modern Univerzum között.
Tkacsev, Gorbunov és kollégájuk, Anton Csudajkin új munkájukban Planck és más kozmikus mikrohullámú háttérsugárzást és az univerzum első galaxisait vizsgáló megfigyelőközpontok által összegyűjtött adatok felhasználásával próbálták kiszámítani, mennyi sötét anyagnak kell lebomlaniuk.
Promóciós videó:
Amint számításaik azt mutatták, a sötét anyag bomlása valóban megmagyarázhatja, hogy ennek az anyagnak a "Planck" -val végzett megfigyelésének eredményei miért nem felelnek meg a legközelebbi galaxishalmazok megfigyelésének eredményeivel.
Érdekes módon ehhez viszonylag kis mennyiségű sötét anyag lebomlása szükséges - össztömegének 2,5–5% -a, amelynek mennyisége szinte független attól, hogy az univerzum milyen alapvető tulajdonságokkal rendelkezik. Most, ahogy a tudósok megmagyarázzák, mindez az anyag elpusztult, és a sötét anyag többi része, stabil természetű, a CDM elmélet szerint leírtak szerint viselkedik. Másrészt az is lehetséges, hogy tovább bomlik.
„Ez azt jelenti, hogy a mai Világegyetemben 5% -kal kevesebb sötét anyag van, mint az univerzum születése utáni első hidrogén- és héliummolekulák kialakulásakor. Most nem tudjuk megmondani, milyen gyorsan szétesett ez az instabil rész, elképzelhető, hogy a sötét anyag még most is bomlik, bár ez már egy sokkal összetettebb modell”- összegzi Tkacsev.