«Магнитная» темная материя может ускорять расширение Вселенной

Расширение Вселенной ускоряется, но ученые не совсем понимают, почему так происходит. Современные лучшие модели дают движущей силе замещающее название «темная энергия» — но ее может даже не существовать. Новое исследование показало, что если темная материя обладает некоторыми необычными магнитными свойствами, она может объяснить наблюдаемое расширение.

Наиболее общепринятая модель космологии делит содержимое Вселенной на три основных части. Обычная материя, которую мы видим, касаемся и взаимодействуем с ней каждый день, составляет всего около пяти процентов всего — остальное связано в двух космических загадках.

Самая большая часть идет на вышеупомянутую темную энергию, которая, по расчетам, составляет 68 процентов Вселенной. Эта сила, кажется, отталкивает все от всего остального со все возрастающей скоростью.

И затем есть темная материя, которая, как считается, составляет оставшиеся 27 процентов Вселенной. Это странное вещество, которое, кажется, удерживает галактики и их скопления вместе сильным гравитационным влиянием, но оно не взаимодействует со светом, поэтому его пока невозможно наблюдать.

В некотором смысле, они обе являются концепциями-заполнителями, чтобы залатать серьезные дыры в нашем понимании космологии — но что, если нам понадобится только одна заглушка вместо двух? В новом исследовании ученые из Копенгагенского университета выяснили, может ли быть за все ответственна одна только темная материя, если она была немного более странной, чем кажется.

«Мы мало что знаем о темной материи, кроме того, что она по-видимому состоит из тяжелых и медленных частиц», — говорит Стин Харле Хансен, ведущий автор исследования. «Но мы задались вопросом — а что, если бы темная материя имела какое-то качество, аналогичное магнетизму? Мы знаем, что при движении нормальных частиц они создают магнетизм. А магниты притягивают или отталкивают другие магниты — ну и что, если это то, что происходит во Вселенной? Что, если постоянное расширение темной материи происходит благодаря какой-то магнитной силе?».

Команда ученых разработала новую модель, которая включала в себя такие известные свойства вселенной, как гравитацию и скорость расширения, но игнорировала «космологическую константу», которая определяет ускорение этого расширения. Вместо этого они наделили частицы темной материи дополнительной силой, пропорциональной квадрату ее скорости, что сделало ее похожей на магнетизм.

Интересно, что в этой новой модели смоделированная вселенная расширялась точно так же, как и реальная. Отталкивающей, похожей на магнетизм силы темной материи было достаточно, чтобы ускорить расширение Вселенной, предполагая, что нечто подобное может происходить в действительности.

Конечно, одно только это исследование не опровергает ни существования темной энергии, ни того, что темная материя каким-либо образом магнитна. Но это интересная идея, и она требует дальнейшего изучения с использованием более подробных моделей.

«Честно говоря, наше открытие может быть просто совпадением», — говорит Хансен. «Но если это не так, это действительно невероятно. Это изменило бы наше понимание состава Вселенной и причин ее расширения. Только более подробные наблюдения позволят определить, какая из этих моделей более реалистична. Так что будет невероятно интересно повторно протестировать наш результат».

Это не первая предложенная альтернатива темной энергии. Возможно, влияние темной материи и темной энергии создается «темной жидкостью» с отрицательной массой, заполняющей Вселенную? Может быть, пенистая структура космоса заставляет Вселенную расширяться с разной скоростью в разных местах, создавая общий эффект ускорения? Или, может быть, Эйнштейн все время был прав — опять же — со своей космологической постоянной.

Как бы то ни было, темная энергия, несомненно, продолжит вдохновлять и интриговать физиков.

Исследование было опубликовано в Astrophysical Journal.