Темная материя может самовзаимодействовать в четвертом измерении Физики предположили, что существует четвертое измерение, о котором знают только «темные силы». Эта теория может объяснить, почему темную материю до сих пор не удалось обнаружить и изучить.

Физики из из Калифорнийского университета в Риверсайде обосновали возможность существования особого типа сил, которые «помогают» темной материи ускользать от наблюдений. Результаты исследования были опубликованы в журнале Journal of High Energy Physics.

Считается, что темная материя составляет 85% материальной Вселенной. При этом ее нельзя обнаружить и описать, так как темная материя не поглощает, не отражает и не испускает свет. Ученые предположили, что в пространстве-времени есть дополнительное измерение, в котором нужно искать темную материю.

Гипотеза представляет собой вариант теории самовзаимодействующей темной материи (SIDM – Self-interacting dark matter), согласно которой фактически невидимые частицы взаимодействуют между собой посредством неизвестной темной силы, в результате чего перестают вести себя как частицы и становятся совершенно невидимыми.

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 того, как следует искать темную материю», – заявил он.

Ученые доказали, что действие темных сил, благодаря которым 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 скрывается от наших попыток изучить ее в лаборатории», – утверждает ученый.

По словам авторов исследования, предыдущие модели темной материи строились на теориях, имитирующих поведение видимых частиц. Но в реальном мире не существует аналогов темных сил, и реальная материя может не взаимодействовать с ними. И хотя дополнительные измерения могут показаться экзотической идеей, на самом деле это известный математический прием для описания трехмерных квантово-механических полей, не содержащих обычных частиц. В математике он называется голографическим принципом. Обычные силы описываются одним типом частиц с фиксированной массой.

Ключевая особенность предложенной теории заключается в том, что частицы темной материи описываются как континуум – бесконечное количество с разными массами. Тенедо добавил, что предложенная модель упрощает объяснение космического происхождения темной материи и является «более реалистичной картиной для темной силы».