Mengden mørk materie i universet har redusert med ca. 2-5%, noe som kan forklare avvikene i verdiene til noen viktige kosmologiske parametere under Big Bang og i dag, sier russiske kosmologer i en artikkel publisert i tidsskriftet Physical Review D.
“La oss forestille oss at mørk materie består av flere komponenter, som vanlig materie. Og en komponent består av ustabile partikler, hvis levetid er ganske lang: i perioden med hydrogendannelse, hundretusenvis av år etter Big Bang, er de fremdeles i universet, og i dag har de allerede forsvunnet og forfallet til nøytrinoer eller hypotetiske relativistiske partikler. Da vil mengden mørk materie i fortiden og i dag være forskjellig,”sa Dmitry Gorbunov fra Moskva Phystech, sitert av universitetets pressetjeneste.
Mørk materie er en hypotetisk substans som manifesterer seg utelukkende gjennom gravitasjonsinteraksjon med galakser, og introduserer forvrengninger i bevegelsen. Partikler av mørk materie samhandler ikke med noen typer elektromagnetisk stråling, og kan derfor ikke oppdages under direkte observasjoner. Mørk materie utgjør omtrent 26% av massen av universet, mens "vanlig" materie kun står for omtrent 4,8% av massen - alt annet faller på den like mystiske mørke energien.
Observasjoner av distribusjonen av mørk materie i de nærmeste og fjerne hjørner av universet, utført ved hjelp av jordbaserte teleskoper og Planck-sonden, avslørte nylig en merkelig ting - det viste seg at ekspansjonshastigheten til universet, og noen egenskaper til "ekkoet" til Big Bang i den fjerne fortiden og i dag er markant forskjellige. For eksempel flyr galakser i dag mye raskere fra hverandre enn det følger av resultatene av analysen av CMB.
Gorbunov og hans kolleger fant en mulig årsak til dette.
For et år siden formulerte en av forfatterne av artikkelen, akademikeren Igor Tkachev fra Institutt for kjernefysikk ved det russiske vitenskapsakademiet i Moskva, teorien om såkalt forfallende mørk materie (DDM), der, i motsetning til den allment aksepterte teorien om "kald mørk materie" (CDM), en del eller hele den partikler er ustabile. Disse partiklene, som foreslått av Tkachev og hans medarbeidere, skal forråtnes sjelden nok, men i merkbare mengder for å generere avvik mellom det unge og moderne universet.
I sitt nye arbeid prøvde Tkachev, Gorbunov og deres kollega Anton Chudaykin å beregne hvor mye mørk materie som måtte forfalles, ved hjelp av data samlet inn av Planck og andre observatorier som studerte den kosmiske mikrobølgeovnens bakgrunnsstråling og de første galaksene i universet.
Kampanjevideo:
Som beregningene deres viste, kan forfallet av mørk materie virkelig forklare hvorfor resultatene av observasjoner av dette stoffet ved hjelp av "Planck" ikke samsvarer med dataene fra observasjoner av de nærmeste klyngene av galakser.
Interessant, dette krever forfall av en relativt liten mengde mørk materie - fra 2,5 til 5% av den totale massen, hvis mengde er nesten uavhengig av hvilke grunnleggende egenskaper universet skal ha. Nå, som forskere forklarer, har all denne saken forfalt, og resten av den mørke materien, stabil i naturen, oppfører seg som beskrevet i CDM-teorien. På den annen side er det også mulig at den fortsetter å gå i oppløsning.
“Dette betyr at det i dagens univers er 5% mindre mørk materie enn det var i tiden med dannelsen av de første molekylene av hydrogen og helium etter fødselen av universet. Nå kan vi ikke si hvor raskt denne ustabile delen gikk i oppløsning, det er mulig at mørk materie fortsetter å forfalle selv nå, selv om dette allerede er en annen mye mer kompleks modell, avslutter Tkachev.
