Вчені довели, що темна матерія може викривляти вигляд Всесвіту

Темна матерія може впливати на колір світла з далеких галактик — до такого висновку дійшли автори нового теоретичного дослідження, опублікованого в журналі Physics Let­ters B. Замість того щоб шукати темну матерію безпосередньо, вчені пропонують аналізувати її непрямий вплив на космічне світло — зокрема, ледь помітні зміщення спектра у червону або синю ділянку залежно від типу взаємодії.

Дослідники змоделювали два сценарії. У першому фотони взаємодіють із темною матерією лише гравітаційно, що призводить до “упередного розсіювання” — фотони трохи набирають енергію, і спостерігається слабкий синій зсув. У другому — коли відбуваються зіткнення з утворенням вторинних частинок — переважає “зворотне розсіювання”, яке зменшує енергію світла, викликаючи червоний зсув.

Хоча ці ефекти надзвичайно слабкі й не змінюють загальну картину космології, автори вважають, що їх можна буде зафіксувати майбутніми гамма-телескопами. Дані з інструмента Fer­mi-LAT уже свідчать, що подібні взаємодії можуть відбуватися в межах допустимих похибок. Це відкриває шлях до перевірки альтернативних моделей темної матерії.

На відміну від традиційних експериментів, які шукають частинки темної матерії напряму (зокрема WIMPs), новий підхід зосереджується на “вторинних ефектах” — зміні енергії фотонів унаслідок взаємодії з продуктами розпаду темної матерії. Дослідники створили математичну модель, яка описує ці зміни й дозволяє оцінити їхній вплив на фонове випромінювання Всесвіту.

Попри мізерність ефекту, його потенційне значення велике: навіть незначне зрушення спектра на космічних відстанях може вплинути на вимірювання швидкості розширення Всесвіту, структури галактик і параметри космічного мікрохвильового фону. Якщо спостереження підтвердять ці розрахунки, це означатиме, що темна матерія не просто “невидима”, а активно — хоч і тонко — змінює вигляд Всесвіту.