Через 380 000 лет после Большого взрыва Вселенная превратилась из горячего супа из плазмы в температуру, при которой протоны и электроны могут объединяться в атомы. Нейтральные атомы водорода были разорваны на части еще раз благодаря механизму, который продолжил бы реионизацию всей Вселенной, процесс, который в конечном итоге закончился через миллиард лет после Большого взрыва.
Считается, что первые звезды, которые сформировались до эпохи реионизации, вероятно, накачали какое-то сильное ультрафиолетовое излучение, ионизируя нейтральный водород, но была выдвинута новая (противоречивая) теория. Была ли темная материя играть роль в реионизации Вселенной?
Поскольку 85% Вселенной состоит из того типа материи, который нам еще предстоит полностью объяснить, вполне естественно, что ученые изучат возможность того, что темная материя сыграет свою роль вскоре после Большого взрыва. Хотя ученые достаточно уверены в том, что период реионизации был обусловлен выбросами самых первых звезд, существуют некоторые наблюдательные факторы, которые могут указывать на то, что уничтожение темной материи могло сыграть свою роль в эволюции Вселенной.
Это по словам Дана Хупера и Александра Беликова из Fermilab в Батавии, штат Иллинойс, в любом случае. В своей недавно опубликованной теории исследователи рассматривают физику, стоящую за уничтожением темной материи, как механизм, который привел к эпохе реионизации.
В работах Хупера и Беликова они фокусируются на темной материи, которая, как считается, сгустилась вместе под гравитационным притяжением, когда Вселенная охладилась в эпоху нейтрального водорода (известную как «темные века» - Вселенная была бы непрозрачной из-за отсутствия звезд) и отсутствие электромагнитного излучения). Когда темная материя за это время слиплась, предсказано, что она уничтожится. При аннигиляции темной материи, как ожидается, будут генерироваться гамма-лучи высокой энергии. Куда идет гамма-излучение, обязательно последует ионизация вещества.
“Один гамма-луч может переионизировать 1000 атомов водорода», Говорит Хупер. «Механизм мог бы легко реионизировать вселенную.”
По их рассуждениям, а не из-за выбросов звезд, которые могли образоваться в начале эпохи реионизации, гораздо более мощный механизм ионизации мог бы затопить Вселенную. Однако некоторые ученые скептически относятся к этой идее.
“У нас пока нет доказательств того, что любая темная материя когда-либо уничтожалась», - говорит Чарльз Беннетт, главный исследователь спутника НАСА WMAP, который изучал эпоху реионизации. «Я не говорю, что это неправильно, но это звучит слишком искусно, чтобы я с готовностью принял это«. Беннетт видит аргумент темной материи как одну загадку (реионизацию), объясняемую другой загадкой (уничтожает ли даже темная материя?).
Пока что идея о том, что темная материя могла быть основным механизмом ионизации нашей Вселенной, остается в высшей степени теоретической. Но Хупер стремится изучить данные предстоящей миссии ESA в Планке, поскольку эта обсерватория сможет изучить, как происходила реионизация со временем. «Временная сигнатура реионизации темной материи будет отличаться от той, что вызвана звездами», Говорит Хупер.
Источник: Новый Ученый
