Физики Испании и Германии предложили модель пятого измерения для объяснения темной материи

Группа исследователей из Испании и Германии представила усовершенствованную теоретическую конструкцию, стремящуюся связать природу темной материи с гипотетическим пятым измерением пространства. Эта работа, освещенная в ноябре 2025 года, базируется на концепции «деформированного дополнительного измерения» (WED), впервые сформулированной в 1999 году.

Суть предложения заключается в математической реформулировке фермионов, предполагающей перенос части их массы в дополнительное, свернутое пространство, которое, как утверждается, формирует темную материю, не нарушая при этом постулатов Стандартной модели физики элементарных частиц. Данная теоретическая разработка, опубликованная в научном издании The European Physical Journal C, затрагивает две фундаментальные нерешенные задачи современной физики. Во-первых, это природа темной материи, которая, по оценкам, составляет около семидесяти пяти процентов всей материи во Вселенной. Во-вторых, модель предлагает потенциальное объяснение иерархической проблемы, касающейся того, почему масса бозона Хиггса значительно меньше, чем предсказывают некоторые теории, в частности, по сравнению с гравитационным масштабом.

Исследователи отмечают, что отсутствие убедительного кандидата на роль темной материи в рамках Стандартной модели настоятельно требует выхода за пределы известной физической структуры. Концепция деформированного дополнительного измерения (WED) не является новой, поскольку ее первоначальная формулировка датируется 1999 годом, что указывает на продолжение теоретических изысканий в этом направлении. В контексте современных космологических представлений, таких как модель Лямбда-CDM, описывающая плоскую Вселенную с темной энергией и холодной темной материей, данная модель предлагает альтернативный механизм для объяснения гравитационных эффектов невидимого вещества.

Темная материя, будучи невидимой, поскольку она не поглощает, не излучает и не отражает свет, обеспечивает необходимое гравитационное сцепление для галактик и их скоплений. Ключевым моментом для дальнейшего развития этой теории является необходимость эмпирического подтверждения. Ученые, работающие над этой моделью, подчеркивают, что наиболее перспективным путем для проверки предсказаний о взаимодействии с дополнительными измерениями являются детекторы гравитационных волн. Это согласуется с более широкими усилиями в физике, где детекторы, такие как LIGO, используются для изучения колебаний пространства-времени.

В то время как эксперименты на Большом адронном коллайдере (БАК), открывшем бозон Хиггса в 2012 году, пока не предоставили прямых доказательств в пользу теорий, решающих иерархическую проблему, новые модели, включающие смешивание с бозоном Хиггса, могут изменить его взаимодействие с известными частицами. Будущие эксперименты, запланированные на следующие десятилетия, будут обладать необходимой точностью для обнаружения этих тонких отклонений от предсказаний Стандартной модели. Таким образом, данное исследование представляет собой значительный теоретический шаг, который остается в области гипотезы до получения экспериментальных данных, подтверждающих существование дополнительного пространственного измерения и его связь с темной материей.