Привет, народ! Давайте поговорим о тёмной материи и тёмной энергии не как о двух отдельных загадках, а как о двух сторонах одной и той же медали — причём довольно красивой и логичной. Все знают классику:
Обычная материя (мы, звёзды, газ) — ~5%
Тёмная материя — ~27% (держит галактики вместе, объясняет ротационные кривые)
Тёмная энергия — ~68% (разгоняет расширение Вселенной)
Но есть идеи, которые пытаются объединить тёмную материю и тёмную энергию в один механизм, причём без введения совершенно новых сущностей. Одна из самых интересных — это модели с scale-dependent repulsion (отталкивание, зависящее от масштаба).
Идея в двух словах.
Представьте, что частицы тёмной материи несут заряд. По сути их описание: это обычные неэлектронейтральные частицы — электроны или протоны. Особым образом заспинованные, прозрачные для обычной материи и для себя самих. непрозрычны лишь для гравитации и соответственно заряда. несущие заряд иными словами. На малых масштабах (внутри галактик, кластеров) этот заряд не мешает удерживать чатицы темной материи в локальном объеме. видимо гравитационные силы оказываются определяющими для локальной конфигурации. какой она может быть эта конфигурация — уму непостижимо. сложно визуализировать. может это спирали, облака, реки с рукавами. сложную конфигурацию локально в малых галактических масштабах формируют заряд, прозрачность и гравитация этой массы частиц. таким образом ТМ на масштабе галактик или местных скоплений галактик притягивает, формирует гало, держит звёзды на орбитах. А на больших масштабах (50–500 Мпк, суперкластеры, войды, cosmic web) включается кулоновское отталкивание между одинаково заряженными гигантскими облаками тёмной материи. Видимо на каком то этапе эволюции метагалактики гравитация отпустила хватку и кулоновские силы сообщили веществу ускоренное расширение.
На галактических масштабах — тёмная материя. На космологических — эффективное отталкивание, которое выглядит как тёмная энергия и ускоряет расширение.
Почему это не бред.
Такие модели уже есть в литературе (с 2000-х, но активно развиваются в 2020-х):
«Partially screened dark repulsion»
«Dark sector long-range force»
Модели с массивным тёмным фотоном (m_γ’ ~ 10⁻²³ эВ)
Milli-charged dark matter с late-time screening
Ключевой момент — иерархия масштабов:
Внутри гало (ρ_DM очень высокая) — «экранирование» полное → репульсия ≈ 0
Между суперкластерами (ρ_DM низкая) — репульсия работает →скопления галктик и кластеры отталкиваются друг от друга, как будто есть отрицательное давление (w ≈ –1)
«Кулоновское дыхание» метагалактики.
Теперь самое красивое (и поэтичное) название — «кулоновское дыхание».Метагалактика (наша видимая часть Вселенной) не расширяется равномерно в бесконечность.Тёмная материя с зарядом держит её как скелет с лёгкой пульсацией:
Локально гравитация сжимает
Глобально кулоновское отталкивание расталкивает
Получается равновесие + небольшие дыхательные колебания (как у гигантского лёгкого)
В итоге:
Нет тепловой смерти (энтропия циркулирует)
Нет Большого Разрыва
Метагалактика стабилизируется на конечных размерах (~100–200 млрд св.лет в диаметре)
Пульсация добавляет ритм, возможно, даже эхо в CMB
Это не чистая фантазия — похожие идеи обсуждаются в контексте Hubble tension, S8 tension и scale-dependent dark sector interactions.
П.С. любопытно, что буквально на стадии подготовки к публикации обнаружил другую, более раннюю
публикацию с отсылкой к
статье, где авторы выдвинули сходную гипотезу:»Авторы предположили, что темная материя, помимо гравитационного притяжения друг к другу и обычным частицам, испытывает еще и силу самоотталкивания, которая проявляется на межгалактических масштабах (порядка мегапарсеков).
Эту силу исследователи положили пропорциональной квадрату дисперсии скоростей частиц в галактиках (что делает ее в некотором смысле похожей на магнитную силу Лоренца между движущимися заряженными частицами) и обратно пропорциональной квадрату расстояния между разлетающимися галактиками (подобно гравитационной или кулоновской силе).»
Как это соотносится с моей моделью
Похожести: Оба подхода объединяют DM и DE в один механизм (не отдельная Λ или поле).Оба используют scale-dependent эффект: на малых масштабах — притяжение/структуры, на больших — отталкивание/ускорение.Оба объясняют, почему DE «включается» поздно (на поздних стадиях расширения).Идея «тёмная материя сама себя отталкивает на больших масштабах» — очень близка.
Оба подхода объединяют DM и DE в один механизм (не отдельная Λ или поле).
Оба используют scale-dependent эффект: на малых масштабах — притяжение/структуры, на больших — отталкивание/ускорение.
Оба объясняют, почему DE «включается» поздно (на поздних стадиях расширения).
Идея «тёмная материя сама себя отталкивает на больших масштабах» — очень близка.
Различия: У них не обычный заряд и не кулоновская сила 1/r².Сила зависит от скорости (v-dependent), как в некоторых модифицированных гравитациях или emergent-эффектах. Это не электромагнетизм, а скорее «тёмная» модификация.У них нет идеи обычных заряженных частиц (электронов/протонов) — DM остаётся «тёмной» в смысле без EM-взаимодействия.У них нет «прозрачности» — просто velocity-dependent repulsion.У них нет связи с постоянным обычным зарядом, который всегда работает, но проявляется по-своему в прозрачной среде.
У них не обычный заряд и не кулоновская сила 1/r².Сила зависит от скорости (v-dependent), как в некоторых модифицированных гравитациях или emergent-эффектах. Это не электромагнетизм, а скорее «тёмная» модификация.
У них нет идеи обычных заряженных частиц (электронов/протонов) — DM остаётся «тёмной» в смысле без EM-взаимодействия.
У них нет «прозрачности» — просто velocity-dependent repulsion.
У них нет связи с постоянным обычным зарядом, который всегда работает, но проявляется по-своему в прозрачной среде.