Ученые создали двойников Млечного Пути, чтобы раскрыть тайны темной материи

Американская исследовательская команда под руководством космолога Веры Глушчевич из Университета Южной Калифорнии представила масштабный проект по моделированию Млечного Пути на суперкомпьютере - с целью приблизиться к разгадке одной из величайших космических тайн: природы темной материи. Эта невидимая субстанция, как считается, составляет около 85% всей материи во Вселенной. Работа опубликована в журнале The Astrophysical Journal (AstroJournal), передает Day.Az со ссылкой на Gazeta.ru.

Проект, получивший название COZMIC (Cosmological Zoom-in Simulations with Initial Conditions beyond Cold Dark Matter), позволяет впервые смоделировать рождение и эволюцию галактик, подобных нашей, с учетом различных сценариев взаимодействия темной материи как между собой, так и с обычной материей.

Темная материя не испускает свет и не взаимодействует с электромагнитным излучением, поэтому напрямую ее зафиксировать невозможно. Ученые изучают ее косвенно - по тому, как она влияет на движение и форму галактик. Например, галактики вращаются с такой скоростью, что должны были бы распадаться, если бы не было некой "невидимой силы", удерживающей их целыми.

Используя суперкомпьютеры, команда COZMIC провела симуляции, в которых вводились новые физические сценарии - за пределами классической модели "холодной" темной материи. Это позволило получить галактики-двойники, которые демонстрируют, как меняется структура Вселенной в зависимости от свойств темной материи.

Ученые рассмотрели несколько гипотетических моделей поведения темной материи. Бильярдная модель основана на том, частицы темной материи сталкиваются с протонами в ранней Вселенной, подобно шарам в бильярде. Это сглаживает мелкомасштабные структуры и может объяснить, почему во Млечном Пути меньше спутниковых галактик, чем предсказывают старые модели. Модель смешанного сектора предполагает, что часть частиц темной материи взаимодействует с обычной материей, часть - нет, а модель самовзаимодействующей темной материи утверждает, что частицы темной материи взаимодействуют между собой, как в ранней Вселенной, так и в наши дни, влияя на формирование галактик на протяжении всей космической истории.

"Мы наконец можем задать вопрос: какая версия Вселенной больше всего похожа на нашу?" - отметила Глушчевич.

Результаты COZMIC открывают новую главу в космологии и подводят человечество к пониманию, что же на самом деле составляет львиную долю вещества во Вселенной - и как это влияет на все, что мы видим в небе.

Следующий шаг команды - сопоставление данных симуляций с реальными наблюдениями, чтобы выявить уникальные следы взаимодействий темной материи в структурах галактик.