Спустя 380000 лет после Большого взрыва, Вселенная охладилась, став горячим супом плазмы с температурой, при которой протоны и электроны могли объединиться, чтобы сформировать атомы. Этот спокойный период нейтрального водорода в универсальной истории не длился долгое время. Нейтральные водородные атомы были разорваны еще раз, механизмом, который продолжит повторно ионизировать всю Вселенную (переионизация закончилась спустя миллиард лет после Большого Взрыва).
Считается, что первые звезды, которые сформировались до эпохи переионизации, вероятно выбросили в космос интенсивное ультрафиолетовое излучение, ионизирующее нейтральный водород, однако позже была выдвинута новая (спорная) теория. Сыграла ли темная материя какую-либо роль в переионизации Вселенной?
Поскольку 85% Вселенной представляют собой тип материи, которую мы еще не полностью можем объяснить, кажется, вполне естественным, что ученые находятся в поисках вероятности, что темная материя имела определенную роль вскоре после Большого Взрыва. Хотя ученые достаточно уверены в том, что период переионизации был обусловлен излучением самых первых звезд, существуют некоторые наблюдательные факторы, которые могут трактоваться в пользу того, что аннигиляция темной материи сыграла свою роль в развитии Вселенной.
Данные, согласно Дэну Хуперу (Dan Hooper) и Александру Беликову (Alexander Belikov) из Fermilab, в любом случае свидетельствуют об этом. В их теории, которая была опубликована совсем недавно, они исследуют физику после аннигиляции темной материи как механизма, который был двигателем эпохи переионизации.
В своей работе Хупер и Беликов сосредотачиваются на темной материи, которая, как предполагается, была собрана в одно целое под воздействием гравитации, как только Вселенная охладилась во время эпохи нейтрального водорода (так называемые “Темные Века” – Вселенная была непрозрачной из-за отсутствия звезд и электромагнитного излучения).
Единственный гамма луч мог повторно ионизировать 1000 водородных атомов. Механизм, возможно, легко переионизировал Вселенную.
– Дэн Хупер.
Согласно их рассуждениям, не излучение от звезд, которые вероятно формировались в начале эпохи переионизации, а намного более мощный механизм ионизации “затопил” всю Вселенную. Однако, некоторые ученые сомневаются в этой идее.
У нас еще нет никаких доказательств, что темная материя когда-либо аннигилировалась. Я не говорю, что это неправильно, но это кажется немного слишком придуманным для меня, чтобы я сразу мог принять это.
– Чарльз Беннетт (Charles Bennett), ведущий исследователь в проекте WMAP, который исследовал эпоху переионизации.
Беннетт видит в наличии темной материи одну тайну (переионизация), которая объясняется другой тайной (темная материя даже аннигилирует?).
Эта идея, что темная материя возможно была основным механизмом ионизирующим нашу Вселенную, остается все еще на уровне теории. Но Хупер намерен изучить данные от миссии Планка, которая в состоянии исследовать, как проходила переионизация. «Сигнатура переионизации темной материи будет отличаться от вызванной звездами», – отметил Хупер.
По материалам NewScientist