Физики предположили, что темная материя существует в другом измерении

Блогеров из разных стран пригласят в Алматы за 26 миллионов тенге

 Американские физики теоретически обосновали возможность существования особого типа сил, объясняющего свойство темной материи ускользать от наблюдений. Для описания этих сил авторы применили математический подход, использующий принцип дополнительных измерений. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of High Energy Physics, передает РИА Новости.

По существующим оценкам, на темную материю приходится около 85 процентов материальной Вселенной, но, в отличие от обычного вещества, темная материя не поглощает, не отражает и не испускает свет, поэтому ученые не могут ее обнаружить и, соответственно, описать ее свойства.

Физики из Калифорнийского университета в Риверсайде предположили, что в пространстве-времени существует дополнительное измерение, в котором и надо искать темную материю. Высказанная ими гипотеза представляет из себя вариант теории самовзаимодействующей темной материи (SIDM — Self-interacting dark matter) предполагающей, что частицы темной материи взаимодействуют между собой посредством так называемой темной силы.

Согласно этой теории, фактически невидимые частицы взаимодействуют с такими же или другими невидимыми частицами посредством неизвестной темной силы, в результате взаимодействия перестают вести себя как частицы и становятся еще более невидимыми.

"Мы живем в океане темной материи, но очень мало знаем о том, чем она может быть. Мы знаем, что она существует, но не знаем, как ее искать и не можем объяснить, почему не обнаружили ее там, где мы этого ожидали, — приводятся в пресс-релизе университета слова руководителя исследования доцента физики и астрономии Филипа Танедо (Philip Tanedo). — За последнее десятилетие физики пришли к пониманию того, что, взаимодействиями темной материи могут управлять скрытые темные силы. Они могут полностью переписать правила того, как следует искать темную материю".

Авторы доказали, что можно описать действие темных сил, благодаря которым частицы темной материи взаимно притягиваются или отталкиваются, с помощью математической теории дополнительных измерений с континуумами частиц.

"Наблюдаемая Вселенная имеет три измерения. Мы предполагаем, что может быть четвертое измерение, о котором "знают" только темные силы. Дополнительное измерение может объяснить, почему темная материя так хорошо скрывается от наших попыток изучить ее в лаборатории", — говорит ученый.

Исследователи отмечают, что, хотя дополнительные измерения могут показаться экзотической идеей, на самом деле они представляют собой известный математический прием для описания трехмерных квантово-механических полей, которые не содержат обычных частиц. В математике этот прием известен как голографический принцип. Считается, что он не подходит для описания природных систем.

Обычные силы описываются одним типом частиц с фиксированной массой. Ключевая особенность теории дополнительных измерений, предложенная авторами, заключается в том, что частицы темной материи в ней описываются как континуум — бесконечное количество частиц с разными массами.

По словам авторов, предыдущие модели темной материи строились на теориях, имитирующих поведение видимых частиц, а силы, действующие между частицами темной материи, могут отличаться от сил, ощущаемых обычной материей. Аналогов таких сил в реальном мире не существует, и реальная материя может не взаимодействовать с этой темной силой.

Исследователи называют свою модель "континуумной" версией теории самовзаимодействующей темной материи. В отличие от ее классического варианта, в ней описываются взаимодействия не одинаковых частиц, а их континуума.

"Наша модель идет дальше и упрощает объяснение космического происхождения темной материи, чем модель самовзаимодействующей темной материи. Это более реалистичная картина для темной силы", — отмечает Танедо.