Физики из Калифорнийского университета в Риверсайде доказали возможность существования особого типа сил, которые «помогают» темной материи избежать наблюдения. Результаты исследования опубликованы в Journal of High Energy Physics.

Считается, что темная материя составляет 85% материальной вселенной. В то же время его нельзя обнаружить и описать, поскольку темная материя не поглощает, не отражает и не излучает свет.

Ученые предположили, что есть дополнительное измерение в пространстве-времени, в котором нужно искать темную материю. Гипотеза представляет собой вариант теории самовзаимодействующей темной материи (SIDM - Self-interacting dark material), согласно которой практически невидимые частицы взаимодействуют друг с другом посредством неизвестной темной силы, в результате чего они перестают вести себя как частицы и стать полностью невидимым.

Как подчеркнул руководитель исследования, доцент физики и астрономии Филип Танедо, за последнее десятилетие физики пришли к пониманию того, что взаимодействиями темной материи могут управлять скрытые темные силы.

«Они могут полностью переписать правила поиска темной материи», - сказал он.

Ученые доказали, что действие темных сил, из-за которых частицы взаимно притягиваются или отталкиваются, можно описать с помощью математической теории дополнительных измерений.

«Наблюдаемая Вселенная имеет три измерения. Мы предполагаем, что может быть четвертое измерение, о котором «знают» только темные силы. Дополнительное измерение может объяснить, почему темная материя так хорошо скрыта от наших попыток изучить ее в лаборатории », - говорит ученый.

По словам авторов исследования, предыдущие модели темной материи были основаны на теориях, имитирующих поведение видимых частиц. Но в реальном мире нет аналогов темным силам, и реальная материя может не взаимодействовать с ними.

И хотя дополнительные измерения могут показаться экзотической идеей, на самом деле это хорошо известный математический прием для описания трехмерных квантово-механических полей, не содержащих обычных частиц. В математике это называется голографическим принципом.

Обычные силы описываются одним типом частиц с фиксированной массой. Ключевой особенностью предлагаемой теории является то, что частицы темной материи описываются как континуум - бесконечное число с разными массами.

Тенедо добавил, что предложенная модель упрощает объяснение космического происхождения темной материи и является «более реалистичной картиной темной силы».