|
Может ли темная материя эволюционировать
|
|
|
|
Уже некоторое время в основе стандартной космологической модели лежит загадочная проблема. Хотя все наблюдения подтверждают модель расширяющейся Вселенной, наблюдения за ранним периодом космоса дают более низкую скорость ускорения, чем более локальные наблюдения.
|
|
|
|
Мы называем это проблемой натяжения Хаббла, и мы понятия не имеем, как ее решить. Естественно, было выдвинуто несколько идей: что, если общая теория относительности неверна; что, если темной материи не существует; что, если скорость течения времени неодинакова; черт возьми, что, если вся Вселенная вращается? Итак, давайте добавим к этой куче новую идею: что, если темная материя эволюционирует?
|
|
|
|
Несмотря на то, что было разработано несколько моделей, предполагающих эволюцию темной энергии, идея эволюции темной материи не получила широкого распространения. Причина этого двоякая. Во-первых, у нас есть отличные наблюдения за темной материей. Они указывают на присутствие какого-то материала, который слабо взаимодействует со светом.
|
|
|
|
Единственным серьезным недостатком является то, что мы не наблюдали частицы темной материи непосредственно. Во-вторых, подавляющее большинство людей, выступающих против темной материи, сосредоточены на ее полном устранении с помощью таких вещей, как модифицированная гравитация. Они считают, что темная материя в корне неверна, и ее не стоит переделывать. Это делает эту новую идею довольно интересной.
|
|
|
|
|
|
|
В работе, опубликованной на сервере препринтов arXiv, авторы рассматривают как эволюцию темной энергии, так и эволюцию темной материи и утверждают, что последняя гораздо лучше соответствует данным наблюдений.
|
|
|
|
Первое, что они отмечают, это то, что эти две модели в некоторой степени связаны. Поскольку эволюция космоса частично зависит от соотношения плотности энергии и плотности вещества, модель с постоянной темной материей и эволюционирующей темной энергией всегда будет выглядеть похожей на модель с эволюционирующей темной материей и постоянной темной энергией.
|
|
|
|
Затем они переходят к изучению идеи о какой-то экзотической темной материи. Материи с изменяемым уравнением состояния (EOS).
|
|
|
|
Чтобы соответствовать наблюдениям, EOS темной материи должны колебаться во времени. Это не диковинное понятие. Нейтрино обладают массой и слабо взаимодействуют со светом. Хотя они не могут составлять всю темную материю Вселенной, они являются разновидностью горячей темной материи. А нейтрино подвержены колебаниям массы. Возможно, частицы холодной темной материи испытывают аналогичный колебательный эффект.
|
|
|
|
Авторы пришли к выводу, что наилучшим образом наблюдаемым данным соответствует вселенная, в которой около 15% холодной темной материи находится в колебательном состоянии, а остальные 85% - это стандартная темная материя. Это позволило бы учесть напряженность Хаббла и в то же время соответствовать имеющимся у нас наблюдениям за темной материей.
|
|
|
|
Следует подчеркнуть, что эта работа представляет собой игрушечную модель. Как отмечают сами авторы, работа представляет собой широкую концепцию, которая не устанавливает конкретных ограничений для частиц темной материи. Но эта работа открывает двери для более широкого спектра моделей темной материи. На данный момент стоит задуматься об эволюции темной материи.
|
|
|
|
Источник
|
