La quantité de matière noire dans l'Univers a diminué d'environ 2 à 5%, ce qui peut expliquer les écarts dans les valeurs de certains paramètres cosmologiques importants pendant le Big Bang et aujourd'hui, disent les cosmologues russes dans un article publié dans la revue Physical Review D.
«Imaginons que la matière noire se compose de plusieurs composants, comme la matière ordinaire. Et un composant est constitué de particules instables, dont la durée de vie est assez longue: à l'époque de la formation de l'hydrogène, des centaines de milliers d'années après le Big Bang, elles sont toujours dans l'Univers, et aujourd'hui elles ont déjà disparu, se désintégrant en neutrinos ou hypothétiques particules relativistes. Ensuite, la quantité de matière noire dans le passé et aujourd'hui sera différente », a déclaré Dmitry Gorbunov du Moscow Phystech, cité par le service de presse de l'université.
La matière noire est une substance hypothétique qui se manifeste exclusivement par l'interaction gravitationnelle avec les galaxies, introduisant des distorsions dans leur mouvement. Les particules de matière noire n'interagissent avec aucun type de rayonnement électromagnétique et ne peuvent donc pas être détectées lors d'observations directes. La matière noire représente environ 26% de la masse de l'Univers, tandis que la matière «ordinaire» ne représente qu'environ 4,8% de sa masse - tout le reste tombe sur l'énergie noire tout aussi mystérieuse.
Les observations de la distribution de la matière noire dans les coins les plus proches et les plus éloignés de l'univers, effectuées à l'aide de télescopes au sol et de la sonde Planck, ont récemment révélé une chose étrange - il s'est avéré que le taux d'expansion de l'Univers, et certaines propriétés de l '«écho» du Big Bang dans un passé lointain et aujourd'hui sont nettement différents. Par exemple, aujourd'hui, les galaxies volent les unes des autres beaucoup plus rapidement qu'il ne résulte des résultats de l'analyse du rayonnement relique.
Gorbunov et ses collègues ont trouvé une raison possible à cela.
Il y a un an, l'un des auteurs de l'article, l'académicien Igor Tkachev de l'Institut de physique nucléaire de l'Académie russe des sciences à Moscou, a formulé la théorie de la matière noire en décomposition (DDM), dans laquelle, contrairement à la théorie généralement acceptée de la "matière noire froide" (CDM), une partie ou la totalité de celle-ci les particules sont instables. Ces particules, comme suggéré par Tkachev et ses associés, devraient se désintégrer assez rarement, mais en quantités notables afin de générer des écarts entre le jeune et le moderne Univers.
Dans leur nouveau travail, Tkachev, Gorbunov et leur collègue Anton Chudaykin ont tenté de calculer la quantité de matière noire à se désintégrer en utilisant les données collectées par Planck et d'autres observatoires qui ont étudié le rayonnement de fond des micro-ondes cosmiques et les premières galaxies de l'univers.
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Comme le montrent leurs calculs, la désintégration de la matière noire peut vraiment expliquer pourquoi les résultats des observations de cette substance avec le "Planck" ne correspondent pas aux données d'observations des amas de galaxies les plus proches.
Fait intéressant, cela nécessite la désintégration d'une quantité relativement faible de matière noire - de 2,5 à 5% de sa masse totale, dont la quantité est presque indépendante des propriétés fondamentales que l'univers devrait avoir. Maintenant, comme l'expliquent les scientifiques, toute cette matière s'est désintégrée et le reste de la matière noire, de nature stable, se comporte comme décrit par la théorie du MDP. D'autre part, il est également possible qu'il continue à se désintégrer.
«Cela signifie que dans l'univers d'aujourd'hui, il y a 5% de matière noire en moins qu'il n'y en avait à l'époque de la formation des premières molécules d'hydrogène et d'hélium après la naissance de l'univers. Nous ne pouvons pas dire maintenant à quelle vitesse cette partie instable s'est désintégrée, il est possible que la matière noire continue à se désintégrer même maintenant, bien que ce soit déjà un autre modèle beaucoup plus complexe », conclut Tkachev.
