Предположение может также работать в галактическом масштабе, поскольку, если эта квантовая пена имеет другую консистенцию, то область пространства-времени, содержащая галактику, может сама вращаться вместе с этой галактикой, что объясняет проблему вращения галактики.
Роберт Ли
Темное вещество - реликт из дополнительных измерений?
Массивные гравитоны, возможно, образовались через триллионную долю секунды после Большого взрыва, и их количество достаточно велико, чтобы объяснить темное вещество.
Изображение из Космического шоу Hayden Planetarium Американского музея естественной истории "Темная вселенная" демонстрирует пример того, как всепроникающее темное вещество может преследовать нашу Вселенную. На кадре из детального компьютерного моделирования сложные нити темной материи разбросаны по Вселенной, как паутина, а относительно редкие сгустки знакомой барионной материи окрашены в оранжевый цвет. Эти симуляции хорошо статистически соответствуют астрономическим наблюдениям.
Темное вещество, хотя и довольно странное и в неизвестной форме, больше не считается самым странным источником гравитации во Вселенной. Теперь эта честь принадлежит темной энергии, более единообразному источнику отталкивающей гравитации, которая, кажется, теперь доминирует над расширением всей Вселенной.
Темное вещество, неуловимая субстанция, составляющая большую часть массы Вселенной, может состоять из массивных частиц, называемых гравитонами, которые возникли в первый момент после Большого взрыва. И эти гипотетические частицы могут быть космическими беженцами из дополнительных измерений, предполагает новая теория. Расчеты исследователей показывают, что эти гравитоны могли образоваться в нужных количествах, чтобы объяснить темное вещество, которое можно "увидеть" только через его гравитационное притяжение к обычной материи.
"Массивные гравитоны образуются в результате столкновений обычных частиц в ранней Вселенной. Считалось, что этот процесс слишком редок, чтобы массивные гравитоны могли быть кандидатами в темную материю", - сказал соавтор исследования Джакомо Каччапалья, физик из Лионского университета во Франции. Но в новом исследовании, опубликованном в феврале в журнале Physical Review Letters, Каччапалья вместе с физиками Корейского университета Хайинг Цай и Сын Дж. Ли обнаружили, что в ранней Вселенной было создано достаточное количество этих гравитонов. чтобы объяснить всю темную материю. Исследование показало, что гравитоны, если они существуют, будут иметь массу менее 1 мегаэлектронвольта (МэВ), то есть не более чем в два раза больше массы электрона. Этот уровень массы значительно ниже масштаба, при котором бозон Хиггса генерирует массу обычной материи, что является ключевым моментом для модели, позволяющей объяснить все темное вещество во Вселенной. (Для сравнения, самая легкая известная частица, нейтрино, весит менее 2 электронвольт, а протон весит примерно 940 МэВ)
Команда обнаружила эти гипотетические гравитоны во время поиска свидетельств существования дополнительных измерений, которые, как подозревают некоторые физики, существуют наряду с наблюдаемыми тремя измерениями пространства и четвертым измерением, временем.
Может ли Вселенная иметь больше измерений, чем мы думаем?
Согласно теории, когда гравитация распространяется через дополнительные измерения, она материализуется в нашей Вселенной в виде массивных гравитонов. Но эти частицы будут слабо взаимодействовать с обычным веществом и только через силу тяжести. Это описание похоже на то, что мы знаем о темном веществе. Его гравитационное влияние, например, предотвращает разлетание галактик.
"Основное преимущество массивных гравитонов как частиц темного вещества заключается в том, что они взаимодействуют только гравитационно, поэтому они могут избежать попыток обнаружить их присутствие", - сказал Каччапалья. Напротив, другие предполагаемые кандидаты, такие, как слабо взаимодействующие массивные частицы, аксионы и нейтрино, также могут ощущаться благодаря их очень тонким взаимодействиям с другими силами и полями.
Тот факт, что массивные гравитоны почти не взаимодействуют посредством гравитации с другими частицами и силами во Вселенной, дает еще одно преимущество. "Из-за их очень слабых взаимодействий они распадаются так медленно, что остаются стабильными на протяжении всей жизни Вселенной, - сказал Каччапалья. - По той же причине они медленно образуются во время расширения Вселенной и накапливаются до сегодняшнего дня".