Загадочная темная материя делает нечто странное с нашей Вселенной: что выяснили физики

Невидимая темная материя Вселенной может закручиваться во вращающиеся сгустки, пронизанные бесчисленными крошечными вихрями, предполагает исследование, опубликованное в журнале Physical Review D. Физики, предлагают новый взгляд на странное поведение легкой темной материи, гипотетической субстанции, которая состоит из очень легких элементарных частиц, пишет Live Science.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Квантовая жидкость

Физики изучили, что происходит, когда вращается гало темной материи, которое окружает галактики. Моделирование показало, что темная материя может вести себя как сверхтекучая жидкость, образуя стабильные вращающиеся ядра, пронизанные вихревыми решетками и они похожи на то, что наблюдается во время экспериментов в лаборатории.

Если обычно темная материя считается облаком тяжелых частиц без внутренней структуры, авторы исследования предполагают, что темная материя состоит из частиц, которые легче одной миллионной массы электрона. Эти частицы не могут пассивно плавать в пространстве и если они слегка взаимодействуют друг с другом посредством отталкивающей силы, они могут вести себя скорее как квантовая жидкость.

Такое поведение жидкости позволяет формировать солитоны. Это компактные структуры, в которых притяжение гравитации внутрь уравновешивается внешним давлением от взаимодействий между частицами темной материи.

Эти солитоны могут иметь размер, эквивалентный звездам или целым галактикам, в зависимости от неизвестной массы частиц темной материи. В более крупных случаях они могли бы помочь объяснить, почему в центрах галактик находится меньше темной материи, чем предполагают теории.

Неожиданное открытие

Физики смоделировали, что происходит, когда облака необычной темной материи вращаются, и получили неожиданный результат. Вместо того, чтобы вращаться плавно, как ураган или твердая сфера, солитоны образовали внутреннюю решетку микроскопических вихрей.

Эти вихри не похожи на закрученные ветры или водовороты в воде. Скорее, они напоминают квантованные вихревые линии, которые появляются в сверхтекучих жидкостях, таких как жидкий гелий, где жидкость вращается не как единое целое, а через массив дискретных нитей. В центре каждого вихря плотность темной материи падает до нуля, и вместе вихри выстраиваются в регулярный, решетчатый узор.

Торнадо темной материи формируют структуру Вселенной

Ученые считают, что некоторые вихревые линии могут простираться за пределы одного гало темной материи, соединяя галактики через огромные нити космической паутины. Это нити темной материи, которые формируют крупномасштабную структуру Вселенной.

Если это правда, это может означать, что квантовые эффекты в темной материи влияют на то, как галактики выравниваются и движутся внутри этих нитей.

Но обнаружить вихревые структуры будет сложно, говорят физики. Поскольку темная материя не излучает и не поглощает свет, ученые могут узнать о ее присутствии только благодаря ее гравитационному влиянию на видимую материю, такую ​​как звезды и газ.

Тем не менее, могут быть способы увидеть влияние этих структур. Физики говорят, что эти вихри связаны с провалами в плотности темной материи. Таким образом, они имеют характерные особенности гравитационного потенциала, которые могут влиять на орбиты звезд или газовых облаков в нашей галактике Млечный Путь.

Как уже писал Фокус, ученые считают, что обнаружили источник темной материи во Вселенной.

Еще Фокус писал о том, что физики решили 120-летнюю загадку электродинамики и считают, что Эйнштейн был неправ.

Также Фокус писал о том, что марсоход Perseverance нашел на Марсе чужеродный объект. Марсоход NASA обнаружил необычный абсолютно черный камень, который не подходит местному ландшафту.