Большой тёмный взрыв мог привести к появлению Вселенной

Тёмный взрыв
Взрыв тёмной материи или большой тёмный взрыв мог стать причиной появления нашей Вселенной. Авторы и права: NASA.

Большой взрыв мог быть не одинок. К появлению всех частиц и излучений во Вселенной, возможно, присоединился ещё один Большой тёмный взрыв, затопивший нашу Вселенную частицами тёмной материи. И мы можем быть в состоянии обнаружить это.

В стандартной космологической картине ранняя Вселенная была очень экзотическим местом. Возможно, самым важным событием, произошедшим в нашем космосе, была инфляция, которая в очень ранние времена, почти сразу после Большого взрыва, отправила нашу Вселенную в период чрезвычайно быстрого расширения. Когда инфляция закончилась, экзотические квантовые поля, вызвавшие это событие, распались, превратившись в потоки частиц и излучения, которые существуют и сегодня.

Когда нашей Вселенной было меньше 20 минут, эти частицы начали собираться в первые протоны и нейтроны во время того, что мы называем первичным нуклеосинтезом Большого взрыва. Нуклеосинтез Большого взрыва является столпом современной космологии, поскольку расчёты, лежащие в его основе, точно предсказывают количество водорода и гелия в космосе.

Однако, несмотря на успех нашей картины ранней Вселенной, мы до сих пор не понимаем тёмную материю, таинственное и невидимое вещество, занимающее большую часть массы космоса. Стандартное предположение в моделях Большого взрыва состоит в том, что какой бы процесс ни породил частицы и излучение, он также создал и тёмную материю. И после этого тёмная материя просто болталась вокруг, игнорируя всех остальных.

Но группа исследователей предложила новую идею. Они утверждают, что наша эпоха инфляции и нуклеосинтеза Большого взрыва не была одинокой. Тёмная материя могла развиваться по совершенно другому пути. В этом сценарии, когда инфляция закончилась, она всё ещё заполняла Вселенную частицами и излучением. Но не тёмная материя. Вместо этого осталось какое-то квантовое поле, которое не исчезло. По мере того как Вселенная расширялась и охлаждалась, это дополнительное квантовое поле в конечном итоге трансформировалось, вызвав образование тёмной материи.

Преимущество этого подхода заключается в том, что он отделяет эволюцию тёмной материи от эволюции нормальной материи, так что первичный нуклеосинтез может происходить так, как мы его понимаем в настоящее время, в то время как тёмная материя развивалась по иному пути.

Этот подход также открывает возможности для изучения богатого разнообразия теоретических моделей тёмной материи, потому что теперь, когда у неё есть отдельная эволюционная дорожка, её легче отслеживать в расчётах, чтобы увидеть, как они соотносятся с наблюдениями. Например, авторы статьи смогли определить, что если так называемый Большой тёмный взрыв и имел место, то он должен был произойти, когда нашей Вселенной было меньше месяца.

Исследование также показало, что появление Большого тёмного взрыва высвободило уникальную сигнатуру сильных гравитационных волн, которые сохранились в современной Вселенной. Текущие эксперименты должны быть в состоянии обнаружить эти гравитационные волны, если они существуют.

Мы до сих пор не знаем, произошёл ли Большой тёмный взрыв, но новая работа даёт чёткий путь к проверке этой идеи.

Больше информации: arXivOrg

Оставьте комментарий