Физики-теоретики предположили, что частицы темной материи могут взаимодействовать друг с другом не только гравитационно, но и через гипотетическую «темную силу». Моделирование показало, что такое дополнительное притяжение вопреки ожиданиям не ускоряет, а замедляет формирование галактик и их скоплений. Исследование опубликовано в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Интерес к подобным гипотезам вызван некоторыми расхождениями в данных современных наблюдений. Параметры расширения Вселенной и характер распределения материи, рассчитанные по разным методикам, не всегда полностью совпадают со стандартной космологической моделью. Это заставляет ученых искать в ней недостающие компоненты, одним из которых может быть новое взаимодействие, действующее только на темную материю.
Группа исследователей во главе с Закари Вайнером из Института теоретической физики «Периметр» изучила, как дополнительная дальнодействующая сила притяжения между частицами темной материи повлияла бы на эволюцию Вселенной. Интуитивно предполагалось, что такая сила заставит темную материю собираться в сгустки активнее, что ускорит рост крупномасштабных структур.
Однако расчеты выявили неожиданный побочный эффект. Процесс, который заставляет частицы темной материи активнее группироваться, одновременно приводит к тому, что их эффективная масса со временем уменьшается. Это, в свою очередь, ослабляет их гравитационное влияние на окружающее пространство. В итоге ослабление гравитации перевешивает эффект от новой силы, и суммарный темп роста космических структур снижается.
Результаты работы могут быть важны для интерпретации данных, которые получает Спектроскопический инструмент для исследования темной энергии (DESI), а также для других теорий, описывающих скрытые взаимодействия. Авторы подчеркивают, что любая модель с дополнительной силой притяжения в темном секторе должна учитывать возможный эффект «облегчения» частиц. Проверить эти гипотезы помогут будущие, более точные наблюдения.
