Ученые из Техасского университета представили новую модель формирования темной материи, которая получила название WIFI (производство темной материи во время теплой инфляции через механизм "freeze-in"). Согласно этой модели, темная материя, составляющая около 80% всей материи во Вселенной, могла образоваться еще до Большого взрыва, сообщает Physical Review Letters.
Исследователи предполагают, что темная материя сформировалась в течение крайне короткого периода космической инфляции, когда Вселенная стремительно расширялась. В этот период квантовое поле, управляющее инфляцией (инфлатон), теряло часть энергии в виде излучения, которое в свою очередь создавало частицы темной материи через механизм "freeze-in".
Многие космологи сейчас считают, что инфляция предшествовала Большому взрыву, поскольку существование сингулярности Большого взрыва с бесконечной плотностью и кривизной пространства-времени кажется нереалистичным. После инфляции размер Вселенной составлял примерно 10 в минус 26-й степени метров в диаметре, после чего начались стандартные процессы образования излучения и частиц.
Уникальность модели WIFI заключается в том, что темная материя успешно производится именно во время инфляции и не "раздувается" последующим расширением Вселенной до исчезновения, как это происходит в других теоретических моделях. Эта особенность отличает новую модель от предыдущих теорий.
Хотя модель WIFI пока невозможно подтвердить прямыми наблюдениями, ключевой аспект сценария - теплая инфляция - будет проверен в течение следующего десятилетия с помощью экспериментов по изучению реликтового излучения. Подтверждение теплой инфляции станет важным шагом в понимании механизма образования темной материи.