Часто кажуть, що ми ще не виявили частинок темної матерії. Це не зовсім так. Ми не виявили частинок, носіїв холодної темної матерії, але виявили нейтрино. Ці частинки мають масу, але не сильно взаємодіють зі світлом, тому вони є формою темної матерії. Хоча нейтрино не розкривають загадку темної матерії, однак їхня роль у будові та еволюції нашого всесвіту є суттєвою.
Можливі пояснення природи темної матерії. Фото з сайту www.universetoday.com.
З наявних у нас доказів темної матерії, таких як скупчення галактик і гравітаційне лінзування, ми знаємо, що більшість темної матерії має бути холодною. Це означає, що її носієм, найімовірніше, є масивні частинки. Запропоновано низку кандидатів, від екзотичних частинок, названих аксіонами, до крихітних первинних чорних дір. Поки відповіді не знайдено. Однак, хоча більша частина темної матерії має бути холодною, інша її частина, тепла або гаряча, також може відігравати свою роль у Всесвіті.
Нейтрино бувають трьох типів. Фото з сайту www.universetoday.com.
Нейтрино — це форма гарячої темної матерії. Температура речовини визначається швидкістю її частинок. Оскільки нейтрино рухаються майже зі швидкістю світла, вони є формою гарячої матерії. Тривалий час науковці вважали, що нейтрино безмасові, і, отже, не можуть бути частиною темної матерії. Потім у 1990-х роках було виявлено, що вони мають, хоча й малу, масу. Вона така мала, що ми досі не знаємо її значення. Нам лише відомо, що нейтрино мають масу, бо нейтрино можуть змінюватися з плином часу завдяки процесу, який називають осциляції нейтрино. Це було б неможливо, якби нейтрино не мали маси і рухались зі швидкістю світла.
Отже, нейтрино є частиною темної матерії, але яку роль вони відіграють? Саме це питання нещодавно висвітлив у публікації the Astrophysical Journal. Автори публікації виконали комп’ютерне моделювання того, як нейтрино взаємодіють у космічному масштабі. Оскільки маса нейтрино невідома, науковці створили модель, в якій вони могли змінювати масу, щоб вивчити різні результати. Виявилося, що хоча нейтрино, зазвичай, накопичуються навколо галактик, їхня справжня поведінка в тому, щоб перешкоджати накопиченню холодної темної матерії. Значення величини такої перешкод залежить від маси нейтрино.
Раніше виконані дослідження показали, як маса нейтрино може вплинути на космічну еволюцію, але ця робота показує, як нейтрино можуть впливати на холодну темну матерію. Можливо, у подальшому астрономи використають скупчення галактик, щоб встановити масу нейтрино. Тобто скористаються наймасивнішими об’єктами у Всесвіті для вимірювання частинок з найменшою масою. Це яскрава ідея, яка була б дуже класною.
За інф. з сайту www.universetoday.com підготував Іван Крячко
