Они проникают в Землю: самые мощные космические лучи во Вселенной появляются рядом с нами.

Новая гипотеза предполагает, что наиболее мощные космические лучи, которые достигают нашей планеты, могут возникать не из удаленных уголков Вселенной, а из нашей собственной галактики. Космические лучи с высшей энергией, по мнению астрофизиков, образуются в результате взаимодействия тяжелых частиц экзотической формы темной материи. Исследование было опубликовано на препринт-сервере arXiv, сообщает Live Science.

Темная материя — что это такое?

Что такое космические лучи?

Космические лучи представляют собой потоки высокоэнергетических частиц, которые непрерывно движутся через космос и сталкиваются с нашей планетой. Основная масса космических лучей состоит из протонов, но иногда они могут включать ядра химических элементов, таких как гелий и даже железо. Эти лучи перемещаются по космосу почти со скоростью света, а наиболее быстрые из них имеют энергию, превышающую энергию самых мощных ускорителей частиц на Земле в триллионы раз.

Астрофизики предполагают, что большинство космических лучей возникает в результате различных энергетических событий, таких как взрывы сверхновых, слияние звезд и поглощение материи черными дырами.

Тем не менее, ученые не полностью понимают происхождение космических лучей с высшей энергией. Хотя существует множество возможных источников их возникновения, все они находятся на расстоянии миллиардов световых лет от нас. Однако в таком случае самые мощные космические лучи должны терять часть своей энергии, проходя через такие огромные расстояния, прежде чем достичь Земли. Поэтому авторы исследования полагают, что эти космические лучи формируются гораздо ближе к Земле, и их источник расположен в нашей галактике Млечный Путь.

Экзотическая форма темной материи и мощнейшие космические лучи

Согласно новой теории астрофизиков, источником самых мощных космических лучей является экзотическая форма темной материи. В частности, теория предполагает, что часть темной материи состоит из очень тяжелых частиц, масса которых значительно превышает массу самой тяжелой частицы обычной материи во Вселенной, известной как истинный кварк. Кварки, в свою очередь, составляют протоны и нейтроны, которые являются основой всех атомов.

Астрофизики считают, что тяжелая частица темной материи, называемая скаляроном, была создана в первые мгновения после Большого взрыва во время космической инфляции. В тот момент Вселенная увеличилась в размерах на квинтиллионы раз за доли секунды.

Ученые предполагают, что скаляроны могут сталкиваться друг с другом, что приводит к их взаимному уничтожению и выбросу огромного количества энергии, создавая самые мощные космические лучи. Поскольку скаляроны, по мнению астрофизиков, широко распространены во Вселенной, они могут генерировать космические лучи с высокой энергией и в нашей галактике. Однако это требует подтверждения через наблюдения влияния темной материи на космос, что представляет собой значительную сложность.

Существует еще одно препятствие. Если скаляроны действительно существуют и возникли вскоре после Большого взрыва, то это может потребовать пересмотра общей теории относительности Эйнштейна.