Množstvo tmavej hmoty vo vesmíre sa znížilo asi o 2 - 5%, čo môže vysvetľovať nezrovnalosti v hodnotách niektorých dôležitých kozmologických parametrov počas Veľkého tresku a dnes, tvrdia ruskí kozmológovia v článku publikovanom v časopise Physical Review D.
"Predstavme si, že temná hmota sa skladá z niekoľkých zložiek, ako je bežná hmota." A jednu zložku tvoria nestabilné častice, ktorých životnosť je dosť dlhá: v ére formovania vodíka, státisíce rokov po Veľkom tresku, sú stále vo vesmíre a dnes už zmizli a rozpadli sa na neutrína alebo hypotetické relativistické častice. Potom bude množstvo temnej hmoty v minulosti a dnes iné,”uviedol Dmitrij Gorbunov z moskovského fystechu, ktorého citovala tlačová služba univerzity.
Tmavá hmota je hypotetická látka, ktorá sa prejavuje výlučne gravitačnou interakciou s galaxiami a vnáša do ich pohybu deformácie. Častice tmavej hmoty neinteragujú so žiadnym typom elektromagnetického žiarenia, a preto ich nie je možné detekovať počas priamych pozorovaní. Tmavá hmota predstavuje asi 26% hmoty vesmíru, zatiaľ čo „bežná“hmota predstavuje iba asi 4,8% jeho hmoty - všetko ostatné padá na nemenej tajomnú temnú energiu.
Pozorovania distribúcie tmavej hmoty v najbližších a vzdialených kútoch vesmíru uskutočňované pomocou pozemských ďalekohľadov a Planckovej sondy nedávno odhalili zvláštnu vec - ukázalo sa, že rýchlosť rozpínania vesmíru a niektoré vlastnosti „ozveny“Veľkého tresku v dávnej minulosti i dnes sú výrazne odlišné. Napríklad dnes galaxie odlietajú od seba oveľa rýchlejšie, ako to vyplýva z výsledkov analýzy CMB.
Gorbunov a jeho kolegovia našli možný dôvod.
Pred rokom formuloval jeden z autorov článku, akademik Igor Tkačev z Ústavu jadrovej fyziky Ruskej akadémie vied v Moskve, teóriu takzvanej rozpadajúcej sa temnej hmoty (DDM), v ktorej na rozdiel od všeobecne uznávanej teórie „studenej temnej hmoty“(CDM), jej časti alebo celej častice sú nestabilné. Tieto častice, ako to navrhuje Tkačev a jeho spolupracovníci, by sa mali rozpadať dosť zriedka, ale v zjavných množstvách, aby sa vytvorili odchýlky medzi mladým a moderným vesmírom.
Vo svojej novej práci sa Tkačev, Gorbunov a ich kolega Anton Chudaykin pokúsili vypočítať, koľko temnej hmoty sa musí rozpadnúť, pomocou údajov zhromaždených Planckom a ďalšími observatóriami, ktoré študovali žiarenie kozmického mikrovlnného pozadia a prvé galaxie vo vesmíre.
Propagačné video:
Ako ukázali ich výpočty, rozpad tmavej hmoty môže skutočne vysvetliť, prečo výsledky pozorovaní tejto látky pomocou „Plancka“nezodpovedajú údajom z pozorovaní najbližších zhlukov galaxií.
Je zaujímavé, že to vyžaduje rozpad relatívne malého množstva tmavej hmoty - od 2,5 do 5% z jej celkovej hmotnosti, ktorej množstvo je takmer nezávislé od toho, aké základné vlastnosti by mal mať vesmír. Teraz, ako vysvetľujú vedci, sa celá táto hmota rozpadla a zvyšok temnej hmoty, stabilnej povahy, sa správa tak, ako to popisuje teória CDM. Na druhej strane je tiež možné, že sa naďalej rozpadá.
„To znamená, že v dnešnom vesmíre je o 5% menej tmavej hmoty, ako to bolo počas formovania prvých molekúl vodíka a hélia po narodení vesmíru. Teraz nemôžeme povedať, ako rýchlo sa táto nestabilná časť rozpadla, je možné, že temná hmota pokračuje v rozklade aj teraz, hoci toto je už ďalší, oveľa zložitejší model, “uzatvára Tkačev.