p Cientistas russos descobriram que a proporção de partículas instáveis ​​na composição da matéria escura nos dias imediatamente após o Big Bang não era superior a 2% a 5%. Seu estudo foi publicado em Revisão Física D . p "A discrepância entre os parâmetros cosmológicos no universo moderno e o universo logo após o Big Bang pode ser explicada pelo fato de que a proporção de matéria escura diminuiu. pela primeira vez, foi capaz de calcular quanta matéria escura poderia ter sido perdida, e qual seria o tamanho correspondente do componente instável, "diz o co-autor Igor Tkachev do Departamento de Física Experimental do INR.

p Os astrônomos suspeitaram pela primeira vez que havia uma grande proporção de massa oculta no universo na década de 1930, quando Fritz Zwicky descobriu "peculiaridades" em um aglomerado de galáxias na constelação de Coma Berenices - as galáxias se moviam como se estivessem sob o efeito da gravidade de uma fonte invisível. Esta massa oculta, que só é deduzido de seu efeito gravitacional, recebeu o nome de matéria escura. De acordo com dados do telescópio espacial Planck, a proporção de matéria escura no universo é de 26,8%; o resto é matéria "comum" (4,9%) e energia escura (68,3%).

p A natureza da matéria escura permanece desconhecida. Contudo, suas propriedades podem ajudar os cientistas a resolver um problema que surgiu após estudar as observações do telescópio Planck. Este dispositivo mediu com precisão as flutuações na temperatura da radiação cósmica de fundo em micro-ondas - o "eco" do Big Bang. Medindo essas flutuações, os pesquisadores foram capazes de calcular os principais parâmetros cosmológicos usando observações do universo na era da recombinação - aproximadamente 300, 000 anos após o Big Bang.

p Contudo, quando os pesquisadores mediram diretamente a velocidade de expansão das galáxias no universo moderno, descobriu-se que alguns desses parâmetros variaram significativamente - a saber, o parâmetro de Hubble, que descreve a taxa de expansão do universo, e também o parâmetro associado ao número de galáxias em aglomerados. "Essa variação foi significativamente maior do que as margens de erro e erros sistemáticos conhecidos por nós. Portanto, estamos lidando com algum tipo de erro desconhecido, ou a composição do universo antigo é consideravelmente diferente do universo moderno, "diz Tkachev.

p A discrepância pode ser explicada pela hipótese da matéria escura em decomposição (DDM), que afirma que no início do universo, havia mais matéria escura, mas então parte dele se deteriorou.

p "Vamos imaginar que a matéria escura consiste em vários componentes, como na matéria comum (prótons, elétrons, nêutrons, neutrinos, fótons). E um componente consiste em partículas instáveis ​​com uma vida útil bastante longa. Na era da formação do hidrogênio, centenas de milhares de anos após o Big Bang, eles ainda estão no universo, mas agora (bilhões de anos depois), eles desapareceram, tendo decaído em neutrinos ou partículas relativísticas hipotéticas. Nesse caso, a quantidade de matéria escura na era da formação de hidrogênio e hoje será diferente, "diz o autor principal Dmitry Gorbunov, professor do MIPT e funcionário do INR.

p Os autores do estudo analisaram os dados do Planck e os compararam com o modelo DDM e o modelo ΛCDM padrão (Lambda-matéria escura fria) com matéria escura estável. A comparação mostrou que o modelo DDM é mais consistente com os dados observacionais. Contudo, os pesquisadores descobriram que o efeito de lentes gravitacionais (a distorção da radiação cósmica de fundo em microondas por um campo gravitacional) limita muito a proporção de matéria escura em decomposição no modelo DDM.

p Usando dados de observações de vários efeitos cosmológicos, os pesquisadores foram capazes de dar uma estimativa da concentração relativa dos componentes em decomposição da matéria escura na região de 2% a 5%.

p "Isso significa que no universo de hoje, há 5% menos matéria escura do que na era da recombinação. No momento, não podemos dizer com que rapidez essa parte instável decaiu; matéria escura ainda pode estar se desintegrando, mesmo agora, embora seja um modelo diferente e consideravelmente mais complexo, "diz Tkachev.