Темная материя - зеркальное отражение нашего мира, согласно новой теории

Что, если мир темной материи – зеркальное отражение нашего, только с правил набором? Это может объяснить, почему темная материя кажется такой многочисленной, но невидимой, предполагает новая теория.

Темная материя - это таинственное, неизвестное вещество, которое, кажется, составляет основную часть всей массы во Вселенной; на каждый 1 кг обычной материи приходится примерно 5 кг темной материи. Она не взаимодействует со светом или обычной материей. Единственный способ, которым ученые могут ее обнаружить, - это ее тонкое гравитационное влияние на обычную материю.

Несмотря на совершенно разные свойства, количество обычной и темной материй все еще находится на одном уровне. Это кажется странным. Чтобы найти объяснение, ученые предположили, что между ними может быть какая-то скрытая связь. Они опубликовали свое исследование 22 января в журнале препринтов arXiv.

Исследователи предположили, что для каждого физического взаимодействия в обычной материи существует его отражение в мире темной материи. По словам исследователей, это был бы новый вид симметрии в природе, соединяющий мир нормальной материи и мир темной материи.

Эта симметрия помогла бы объяснить, почему темная материя и обычная материя имеют примерно одинаковое содержание.

В статье исследователи указывают на еще одно странное совпадение. В физике обычной материи нейтрон и протон имеют почти точно одинаковую массу, что позволяет им связываться вместе и образовывать стабильные атомы. Если бы протон был чуть тяжелее, он был бы абсолютно нестабилен и распадался бы всего за несколько минут, делая образование атомов невозможным.

В этом воображаемом сценарии во Вселенной осталось бы море свободно плавающих нейтронов.

Возможно, предполагают исследователи, этот воображаемый, разрушенный космос может быть реальностью в зеркальной версии нашей вселенной из темной материи. Особая комбинация физики привела к тому, что протон имеет примерно ту же массу, что и нейтрон; возможно, в зеркале темной материи эта комбинация физики сработала по-другому, в результате чего "темный протон" испарился и оставил после себя море "темных нейтронов" — того, что мы идентифицируем как темную материю.

Хотя предлагаемая зеркальная модель допускает возможность взаимодействий между частицами темной материи — темными атомами, темной химией и темной периодической таблицей темных элементов — взаимодействий не может быть слишком много, отметили исследователи. Если темная материя часто взаимодействует сама с собой, она имеет тенденцию скапливаться гораздо сильнее, чем думают ученые. Таким образом, большая часть темной материи должна быть относительно простой — морем свободно плавающих нейтральных частиц. 

Эти дополнительные взаимодействия, которые могли бы стать темным зеркалом нашего химического мира, могут позволить будущим ученым проверить теорию. В ранней Вселенной нормальная материя подвергалась нуклеосинтезу, когда первые элементы образовались в ядерной плазме. Если эта новая идея верна, то зеркальный нуклеосинтез происходил и в темной материи. В те хаотичные ранние дни между двумя мирами, возможно, открылись каналы, позволяющие им влиять друг на друга.

Тщательно измеряя скорость образования элементов — то, что надеется сделать следующее поколение космологических обсерваторий, — ученые, возможно, смогут найти доказательства существования одного из этих каналов и заглянуть в зеркально-темную вселенную.