Новое исследование, опубликованное в престижном журнале Physical Review Letters, предлагает революционную гипотезу: гравитационные волны, заполнявшие раннюю Вселенную, могли стать источником темной материи. Профессор Иоахим Копп из Университета Иоганна Гутенберга в Майнце и доктор Азаде Малекнеджад из Университета Суонси представили расчёты, показывающие, что так называемые стохастические гравитационные волны — слабые фоновые колебания пространства-времени — способны превращаться в частицы, составляющие загадочную тёмную материю.
Эта работа бросает вызов одной из главных загадок современной физики. Всё, что мы видим вокруг — планеты, звёзды, живые организмы — составляет лишь около 4% Вселенной. Остальные 96% приходятся на невидимые тёмную материю (примерно 23%) и тёмную энергию. Несмотря на то, что тёмная материя играет ключевую роль в формировании галактик и крупномасштабной структуры космоса, учёные до сих пор не знают, из каких частиц она состоит.
Согласно новой теории, в первые мгновения после Большого взрыва стохастические гравитационные волны — в отличие от мощных волн от столкновения чёрных дыр — могли порождать лёгкие фермионы (частицы, к которым относятся электроны и протоны). Со временем эти частицы набирали массу и превращались в частицы тёмной материи, которые мы наблюдаем сегодня. Такой механизм производства тёмной материи ранее не рассматривался.
Исследователи уже намечают следующие шаги: провести численные расчёты для более точных предсказаний и изучить другие возможные эффекты гравитационных волн в ранней Вселенной. Особый интерес вызывает возможность объяснить с помощью этого механизма наблюдаемое преобладание материи над антиматерией — одну из самых захватывающих тайн космологии.
Источник: Gravitational waves may have created dark matter in the early universe