Темную материю объяснили с помощью таинственной силы в четвертом измерении

Физики Калифорнийского университета в Риверсайде предположили, что свойства темной материи, которая невидима для обычных методов наблюдения, объясняются существованием таинственного нового типа сил. Об этом сообщается в статье, опубликованной в Journal of High Energy Physics.

Согласно заявлениям исследователей, частицы темной материи взаимодействуют друг с другом с помощью неизвестной «темной» силы, существующей в четвертом измерении в дополнение к трем известным пространственным измерениям. Как объясняют ученые в пресс-релизе на Phys.org, хотя это выглядит экзотической идеей, на самом деле, внедрение нового измерения является математическим приемом для описания трехмерных квантовых полей. Внедрение дополнительных измерений математически эквивалентно конформным теориям поля в меньшем числе измерений, что, например, лежит в основе голографического принципа Хофта.

Согласно голографическому принципу, некое пятимерное пространство с отрицательной кривизной (антидеситтеровское пространство, AdS) эквивалентно миру-границе с четырьмя измерениями. Согласно теории струн, эта граница, называемая браной, содержит частицы в виде струн, и поведение этих частиц аналогично поведению частиц в AdS с гравитацией. С помощью такого приема физики объясняли парадокс потери информации в черных дырах.

Ключевой особенностью теории дополнительных измерений является то, что сила между частицами темной материи (в данном случае темных фотонов) описывается бесконечным числом различных частиц с разными массами, называемыми континуумом. Напротив, обычные силы описываются одним типом частиц с фиксированной массой. При удвоении расстояния между двумя частицами в континууме сила взаимодействия уменьшается не в четыре раза, как в случае электрических или гравитационных взаимодействий, а в восемь.

Обычная материя не способна напрямую взаимодействовать с темной материей, поскольку «темная» сила существует сама по себе, и поэтому невидимое вещество является самовзаимодействующим. Тем не менее эффекты «темной» силы гипотетически могут быть обнаружены в карликовых галактиках.