Китайські астрономи здійснили сенсаційне відкриття, що може допомогти розв’язати головну суперечність щодо розширення Всесвіту

Вчені з Шанхайської астрономічної обсерваторії змоделювали сценарій, у якому темна матерія та темна енергія обмінюються енергією, і з’ясували, що це впливає на форми, обертання та орієнтації темних гало — гігантських структур із темної матерії, що оточують галактики. Результати показали, що такі зміни можуть бути вимірюваними, відкриваючи нові можливості для точнішого дослідження космічної павутини.

Протягом десятиліть науковці користувалися моделлю ΛCDM (Лямбда–холодна темна матерія), яка вважається найуспішнішою для опису еволюції Всесвіту. Вона передбачає, що темна матерія та темна енергія діють незалежно одна від одної. Втім, ця модель не пояснює низку спостережень і не узгоджується з деякими вимірюваннями, що й стало підґрунтям для нового дослідження.

Команда провела серію комп’ютерних симуляцій за допомогою програми ME-GADGET, порівнявши три варіанти: традиційну модель ΛCDM, поступове перетворення темної матерії на темну енергію та зворотний процес. У першому випадку гало ставали менш щільними й більш вразливими до зовнішнього впливу, у другому — щільнішими та стійкішими.

«Це можна порівняти з двома людьми: один регулярно тренується, має міцні м’язи й легко рухається, інший — менш активний і швидше піддається тяжінню дивана», — пояснив співавтор дослідження Чжан Цзяжун. Таке вирівнювання галактик є ключовим чинником у методі слабкого гравітаційного лінзування, який застосовують для вимірювання розподілу темної матерії.

Робота відкриває новий підхід до розв’язання космічних суперечностей, зокрема щодо швидкості розширення Всесвіту. Якщо обмін енергією між темною матерією та темною енергією справді відбувається, великомасштабна структура космосу може мати інший вигляд, ніж прогнозує ΛCDM. Надалі дослідники планують включити до моделей звичайну матерію та перевірити результати на основі спостережень, зокрема з космічного телескопа CSST, запуск якого Китай готує найближчими роками.

Дослідження опубліковане у журналі Phys­i­cal Review D.