Насколько тяжелая темная материя? Ученые впервые радикально сузили диапазон потенциальных масс

Ученые вычислили диапазон масс темной материи — и он более жесткий, чем думали в научном мире.

Их выводы, которые должны быть опубликованы в Physics Letters в марте, радикально сужают диапазон потенциальных масс для частиц темной материи и помогают сфокусировать поиск темных материй. Исследователи из Университета Сассекса использовали установленный факт, что гравитация действует на темную материю точно так же, как она действует на видимую вселенную, чтобы определить нижний и верхний пределы массы темной материи.

Результаты показывают, что темная материя не может быть ни «сверхлегкой», ни «сверхтяжелой», как предполагают некоторые, если на нее не действует еще не открытая сила.

Команда использовала предположение, что единственная сила, действующая на темную материю, — это гравитация, и подсчитала, что частицы темной материи должны иметь массу от 10-3 эВ до 107 эВ (1 эВ соответствует массе всего в 1,78·10^–36 кг). Это гораздо более узкий диапазон, чем обычно предполагаемый спектр 10-24 эВ — 1019 ГэВ.

Что делает открытие еще более значительным, так это то, что если выяснится, что масса темной материи выходит за пределы диапазона, предсказанного командой Сассекса, то это также докажет, что на нее действует дополнительная сила, а также гравитация.

Профессор Ксавье Кальме из Школы математических и физических наук Университета Сассекса удивились тому, что никто прежде не догадался измерить массу темной материи.

«То, что мы сделали, показывает, что темная материя не может быть ни «сверхлегкой», ни «сверхтяжелой», как некоторые теории, — если на нее не действует еще неизвестная дополнительная сила. Это исследование помогает физикам в двумя способами: он фокусирует область поиска темной материи и потенциально также поможет выявить, существует ли во Вселенной таинственная неизвестная дополнительная сила».

На видимую Вселенную — такую ​​как мы, планеты и звезды — приходится 25 процентов всей массы Вселенной. Остальные 75 процентов состоят из темной материи.