Вглядываясь в ночное небо, мы видим наполненную звездами Вселенную. Но не все из них можно увидеть. Оказывается, Вселенная может быть заполнена невидимыми «бозонными звездами», которые состоят из экзотической материи, не излучающей света.
Темная материя, по мнению ученых, составляет около 25% массы и энергии Вселенной. Однако, несмотря на многочисленные косвенные доказательства, ее природа остается загадкой. Ученые долгое время предполагали, что темная материя состоит из частиц, известных как слабо взаимодействующие массивные частицы (WIMP). Согласно теориям суперсимметрии, они имели бы массу, похожую на самые тяжелые известные частицы, такие как топ-кварк, но оставались бы почти невидимыми.
Несмотря на десятилетия исследований, прямые доказательства существования WIMP до сих пор найти так и не удалось. Это побудило ученых обратить внимание на другую гипотетическую частицу — аксион.
Что такое аксионы?
Аксионы возникли как попытка решить проблему симметрии в сильном ядерном взаимодействии. Оно подчиняется двум симметриям: заряду и четности. Ученые предположили, что эти симметрии можно объяснить через новое квантовое поле, которое связано с сильным взаимодействием. Аксион стал олицетворением этого поля. Название частица получила в честь бренда моющего средства, ведь «очистила» проблему симметрии.
Если аксионы существуют, они могли бы быть идеальными кандидатами на роль темной материи. Эти частицы имеют чрезвычайно малую массу — в триллионы раз меньше массы нейтрино. Поэтому их квантово-волновая природа проявляется в огромных масштабах, вплоть до размеров галактики.
Кроме того, аксионы относятся к бозонам — типу частиц, которые могут находиться в том же квантовом состоянии. Это позволяет им образовывать сверхплотные скопления под действием гравитации, что может напоминать звезды.
Невидимые «бозонные звезды»
«Бозонные звезды» — это воображаемые объекты, которые могут быть образованы из аксионов. Они абсолютно невидимы, ведь не излучают света и почти не взаимодействуют с обычной материей. По массе такие светила могут быть подобными обычным или настолько массивными, что охватывают ядра галактик.
Возможное существование таких объектов имеет как преимущества, так и вызовы для науки. С одной стороны, «бозонные звезды» могли бы объяснить влияние на ядерный синтез в обычных светилах или взрываться в событиях, подобных сверхновым. С другой стороны, обнаружить их будет чрезвычайно сложно, ведь они практически невидимы.
Пока аксионы остаются гипотезой, но их поиск продолжается. Даже если эти частицы не окажутся источником темной материи, они откроют новые горизонты в изучении фундаментальных свойств Вселенной.
Захватывает мысль, что в глубоком космосе могут существовать невидимые, «молчаливые звезды», образованные экзотической материей. Это еще одно доказательство того, насколько загадочной и неизведанной является наша Вселенная.
Ранее мы сообщали о том, как частица Бога предотвратила разрушение нашей Вселенной.
По материалам space.com
