Темная материя скрывается в пятом измерении
Темная материя, составляющая большую часть массы Вселенной, остается одной из наиболее загадочных субстанций для современной науки. Несмотря на технологический прогресс, ученые так и не смогли ее зафиксировать. Однако новые исследования предполагают, что причина кроется не в несовершенстве приборов, а в самой структуре пространства-времени.
Пятое измерение как укрытие темной материи
Группа астрофизиков во главе с Ю-Дай Цаем выдвинула гипотезу о существовании темной материи и гипотетических темных фотонов в скрытом пятом пространственном измерении. Эта концепция развивает идеи Калуцы-Клейна, сформулированные в 1920-х годах, согласно которым дополнительные измерения "свернуты" на микроскопическом уровне и недоступны для прямого наблюдения.
В отличие от обычной материи, ограниченной четырьмя привычными измерениями (три пространственных и время), темные частицы имеют возможность взаимодействовать с пятым измерением напрямую.
Механизм геометрического резонанса
Центральным элементом новой теории является так называемый "резонанс темной материи". Вместо того чтобы просто постулировать фиксированное соотношение масс между темным фотоном и частицей темной материи, ученые вывели его из геометрических свойств дополнительного измерения.
В отличие от предыдущих моделей, рассматривавших резонанс как недоказанное предположение, исследователи из Шеффилда обосновали его математическим аппаратом пятимерного пространства. На ранних этапах развития Вселенной этот механизм обеспечивал интенсивное взаимодействие между обычной и темной материей. По мере расширения и остывания космоса такое взаимодействие существенно ослабло, что объясняет, почему современные наземные детекторы не улавливают прямых сигналов от темной материи.
Экспериментальная проверка теории уже ведется несколькими коллективами ученых. Поиски темных фотонов осуществляются в рамках эксперимента NA64 на базе CERN, а также в альтернативных проектах HeRALD и Oscura.
Примечательно, что модель пятимерного резонанса также объясняет наблюдаемый дефицит карликовых галактик вокруг Млечного Пути и Андромеды по сравнению с предсказаниями стандартной космологической модели. Хотя сторонники модифицированной ньютоновской динамики пытаются объяснить эти аномалии изменением законов гравитации без привлечения новых частиц, свежие данные космического телескопа Gaia и спутника Fermi подтверждают именно модели, основанные на темной материи.
