Поиски частиц, из которых состоит темная материя, идут уже много лет. Есть разные частицы-кандидаты, одна из них — пока гипотетический сверхлегкий аксион. В новом исследовании вместо того, чтобы искать аксионы напрямую, международная группа ученых сосредоточилась на «комковатости» Вселенной. Они обнаружили, что космическая материя распределена более равномерно, чем ожидалось, сообщает Университет Торонто (Канада). Научная статья вышла в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Но причем здесь аксионы? Квантовая механика предполагает, что эти сверхлегкие частицы очень «нечеткие». Когда они ведут себя как волны, их длины волн, согласно расчетам, могут быть больше, чем целые галактики.
Эта нечеткость, по-видимому, играет роль в сглаживании Вселенной, влияя на формирование и распределение темной материи. Если это так, то в значительной степени объясняет, почему материя в космосе распределена более равномерно, чем предполагается расчетами.
Авторы проанализировали космический микроволновый фон (след Большого взрыва). Данные дают общий взгляд на раннее распределение материи во Вселенной. Следующим шагом было изучение распределения галактик. По сути, ученые сравнивали то, как все выглядело «давным-давно» с тем, как оно выглядит сейчас. Это показало, как сильно изменилось распределение материи с течением времени. Распределение галактик также отражает поведение темной материи под действием гравитации.
Затем с помощью компьютерного моделирования создали «Вселенные» с темной материей, состоящей из разных частиц. Модель, которая наиболее совпала с наблюдаемой реальностью, — та, в которой были гипотетические аксионы.
Это не железное доказательство, но весьма сильный аргумент. Эта интересная идея станет большим шагом вперед, если команда сможет проверить свою теорию с помощью телескопов или в лаборатории. В частности, необходимы более крупномасштабные исследования галактик. И в этом вполне может помочь новая Обсерватория им. Веры Рубин, предназначенная как раз для изучения темной материи, которая скоро откроется в Чили.