Стандартна космологічна модель базується на холодній темній матерії (CDM) – газі не баріонних частинок, що своєю гравітацією змінюють форму Всесвіту. В концепцію цієї моделі вкладаються: скупчення галактик та гладкість космічного мікрохвильового фону на великих відстанях. Проте модель досі стикається з невирішеними проблемами, наприклад, відсутність доказів фіксації темної матерії. Що як темна матерія не холодна, а ферміонна та гаряча (WDM) або існує у вигляді легкої надрідини з частинок Бозе (бозонів) та хвилеподібними властивостями, як у нечіткої темної матерія (FDM)? Філіп Моуч разом зі своїми колегами заглибились у минуле Всесвіту, щоб навчитись розпізнавати холодну (cold DM), гарячу (warm DM) та нечітку (fuzzy DM) темну матерію.
Автори використали магнітнодинамічний код AREPO, щоб змоделювати утворення галактик з CDM, WDM та FDM. Велетенські утворення з CDM (на зображені зліва на право CDM, WDM та FDM)почали розповзатись на окремі напівгало тоді як, WDM та FDM утворили волокноподібні структури. За поглибленого вивчення вчені знайшли багато відмінностей в цих двох структурах. WDM зайняв лезоподібну форму. FDM відповідно до хвильової суперпозиції сформував інтерференційний візерунок. При збільшенні можна угледіти структури солітонів у FDM. Під дією темної матерії модель утворює візерунок солітонів, що впливає на розміщення зірок та газу. У подальшому вивчені цього питання великі надії покладаються на Космічний телескоп імені Джеймса Вебба, що зможе зафіксувати подібні «зіркоутворюючі» волокна або розвіяти гіпотези існування незвичних форм темної матерії.
May Chiao Nature (30 жовтня 2019)
Дякую за редакторську роботу користувачу Bob Gershon