Смешанная темная материя ( MDM ) — модель темной материи (DM), предложенная в конце 1990-х годов. [1]
Смешанная темная материя также называется горячей + холодной темной материей. Наиболее распространенной формой темной материи является холодная темная материя, почти четверть энергетического содержания Вселенной. Нейтрино являются единственными известными частицами, чей тепловой реликт Большого взрыва должен составлять по крайней мере часть горячей темной материи (HDM), хотя предполагаются и другие кандидаты. [2] В начале 1990-х годов спектр мощности флуктуаций в кластеризации галактик не полностью соответствовал предсказаниям для стандартной космологии, построенной вокруг чистой холодной DM. [ необходимо дальнейшее объяснение ] Была исследована смешанная темная материя с составом около 80% холодной и 20% горячей (нейтрино), и было обнаружено, что она лучше согласуется с наблюдениями. Это большое количество HDM стало устаревшим после открытия в 1998 году ускорения расширения вселенной , что в конечном итоге привело к парадигме темной энергии + темной материи этого десятилетия. [ необходима цитата ]
Космологические эффекты холодной DM почти противоположны эффектам горячей DM. Учитывая, что холодная DM способствует росту крупномасштабных структур, часто полагают, что она состоит из слабо взаимодействующих массивных частиц (WIMP). Напротив, горячая DM страдает от свободного течения на протяжении большей части истории Вселенной, вымывая образование мелких масштабов. Другими словами, масса горячих частиц DM слишком мала, чтобы произвести наблюдаемые гравитационно связанные объекты во Вселенной. По этой причине распространенность горячей DM ограничена космологией менее чем одним процентом от содержимого Вселенной.
Сценарий смешанной темной материи вновь обрел актуальность, когда было предложено, что DM является термическим реликтом конденсата Бозе-Эйнштейна, состоящего из очень легких бозонных частиц, таких же легких, как нейтрино, или даже более легких, как аксион . Эта космологическая модель предсказывает, что холодная DM состоит из множества конденсированных частиц, в то время как небольшая часть этих частиц находится в возбужденных энергетических состояниях, способствуя образованию горячей DM. [3]