Група космологів запропонувала пояснення, чому у Всесвіті спостерігається менше темної матерії, ніж пророкує теорія інфляції. Робота буде опублікована 18 січня в журналі Препринт статті розміщений на сайті arXiv.org.
Сучасна теорія інфляції описує особливості формування Всесвіту на часовому проміжку від 10-36 секунди після Великого Вибуху до 10-32 секунди, що допомагає фізикам пояснити багато явищ, наприклад, походження великомасштабної структури космосу. Однак, згідно з цією теорією, у Всесвіті має бути більше темної матерії, ніж спостерігають астрономи.
Під час інфляції відбувалося різке розширення простору в мільярдні частки секунди. На самому початку, коли Всесвіт був надважким і надщільним, гіпотетичні частинки темної матерії у великих кількостях стикалися один з одним і анігілювали з виділенням енергії. Однак у міру того, як Всесвіт збільшувався, такі сутички відбувалися все рідше і рідше. Таким чином, можна теоретично підрахувати кількість темної речовини, якої має залишатися в надлишку. Однак теоретичні розрахунки переоцінюють це число.
Щоб обійти цю проблему, вчені вирішили трохи модифікувати інфляційну модель розширення Всесвіту. Згідно з їхнім припущенням, щоразу коли потенційна енергія скалярного поля перевищує загальну щільність енергії простору, починається експоненціальне розширення Всесвіту. Таке явище може відбуватися кілька разів, але воно не порушує стандартну модель розвитку Всесвіту, якщо матиме місце до епохи первинного синтезу атомних ядер. Коли така вторинна інфляція закінчується, Всесвіт нагрівається. Згідно з запропонованою моделлю, саме ентропійні процеси, що відбуваються під час нагріву, стали причиною розпаду частинок темної матерії.
Модель вторинної інфляції може підказати, якими властивостями повинні володіти частинки темної матерії, щоб їх надалі можна було б виявити в експериментах з прискорювачами, на зразок Великого адронного колайдера.
Темна матерія - форма матерії, яка не взаємодіє з відомою речовиною, за винятком чинення на неї гравітаційного впливу, який виявляється спостереженнями. Темна матерія переважає над видимою матерією і становить приблизно 27% від загальної мас-енергії Всесвіту. Однак частинки, що утворюють її, все ще не знайдені.