Ученые из Университета Йорка разработали новаторскую теоретическую модель, которая может кардинально изменить подходы к изучению темной материи — загадочной субстанции, доминирующей в материи Вселенной. Традиционно считалось, что темная материя полностью невидима, поскольку она не поглощает, не излучает и не отражает свет, проявляя себя исключительно через гравитационное влияние на галактики.
Новое исследование, опубликованное в издании Physics Letters B, выдвигает гипотезу о том, что свет, проходящий через области с высокой концентрацией темной материи, может приобретать едва заметный цветовой сдвиг — легкое покраснение или посинение. Исследователи, среди которых доктор Михаил Башканов, объясняют это опосредованным влиянием, используя аналогию «правила шести рукопожатий» для описания потенциальной сети взаимодействий. Они предполагают, что влияние на фотоны может осуществляться через промежуточные частицы Стандартной модели, такие как бозон Хиггса или топ-кварк.
В зависимости от природы темной материи, например, если она состоит из Видимо Взаимодействующих Массивных Частиц (WIMPs), свет может терять высокоэнергетичные синие фотоны, что приведет к красноватому оттенку, или, наоборот, смещаться в синюю сторону при доминировании гравитационного взаимодействия. Теоретически предсказанный сдвиг длины волны в рамках этой модели составляет порядка 10⁻¹⁰–10⁻¹², что на порядки меньше чувствительности существующих спектрометров. Это означает, что для проверки данной смелой гипотезы потребуются телескопы нового поколения с беспрецедентной спектральной точностью.
Если эта теория получит экспериментальное подтверждение, это станет первым прямым наблюдательным свидетельством взаимодействия темной материи со светом, что значительно углубит наше понимание космоса. Вместо поиска частиц в подземных лабораториях, ученые смогут анализировать спектры света от удаленных космических объектов, выявляя эти тончайшие «цветовые отпечатки». Параллельно с этим теоретическим прорывом, продолжаются и экспериментальные изыскания. Например, международная группа ученых, используя инфракрасный спектрограф WINERED, в феврале 2025 года установила строгие ограничения на свойства частиц темной материи с массами в диапазоне от 1,8 до 2,7 электронвольт, хотя прямого распада зафиксировано не было.