科学者らは、ビッグバン直後にダークマター粒子が光速近くで移動していたと提案し、冷たいダークマターという長年の見方を覆す。この高温起源により、粒子は銀河形成に間に合うよう冷却可能だ。発見はミネソタ大学とパリ・サクレ大学研究者によるもの。
数十年にわたり、主流の理論は、ダークマターが初期宇宙の激しい放射から分離した際（フリーズアウトと呼ばれる過程）、冷たく低速でなければならなかったと主張してきた。この低速挙動は、銀河や宇宙構造を形成するための塊り合いが不可欠と見なされている。しかし、Physical Review Lettersに掲載された新たな研究は、宇宙膨張後の再加熱段階を検証し、この前提を疑問視する。この段階では、宇宙膨張が終了した後、宇宙が急速に粒子で満たされたのだ。研究者らは、ミネソタ大学物理学・天文学部大学院生のStephen Henrich氏、同大学のKeith Olive教授、パリ・サクレ大学のYann Mambrini教授らが、ダークマターが超相対論的粒子——極めて高温で高速——として形成された可能性を主張する。「ダークマターは有名な謎だ。私たちが知る数少ない事実の一つは、それが冷たくなければならないということだ」とHenrich氏は語る。「そのため、過去40年間、ほとんどの研究者は原始宇宙でダークマターが生まれる際に冷たいはずだと信じてきた。私たちの最近の結果はそうではないことを示す；実際、ダークマターは真っ赤に熱く生まれるが、銀河形成前に冷却する時間があるのだ。」以前、低質量ニュートリノなどの高温ダークマター候補は、高速が物質分布を平坦化し構造形成を妨げるため排除された。「最も単純なダークマター候補（低質量ニュートリノ）は40年以上前に排除された。それは銀河規模の構造を消し去る代わりに種まきすべきだったからだ」とOlive氏は説明。新モデルでは、再加熱が宇宙膨張による減速時間を与え、高温ダークマターを銀河形成に必要な冷たいものに変える。今後、チームは粒子加速器、散乱実験、天文観測などの検出法を探る。「新たな発見により、ビッグバンに極めて近い宇宙史の時代にアクセスできるかもしれない」とMambrini氏。この研究はダークマターの起源と相互作用の可能性を広げる。