Тёмная материя — невидимый каркас космоса, гравитационно удерживающий галактики и скопления. Её существование впервые заподозрил Фриц Цвикки, изучая скорости галактик в скоплении Волос Вероники, а позже убедительно подтвердила Вера Рубин, измеряя кривые вращения спиральных галактик. Однако из чего именно сложена эта загадочная субстанция, оставалось неясным более полувека.
Новая гипотеза предлагает необычный сценарий. В раскалённой ранней Вселенной гипотетические частицы тёмной материи двигались с релятивистскими скоростями, подобно свету. Но по мере расширения и охлаждения космоса они замедлялись и начинали образовывать пары — подобно танцорам, берущимся за руки в общем хороводе. При достижении критической температуры этот «танец» мгновенно застыл: пары сконденсировались в единый квантовый узор, напоминающий сверхпроводящее состояние. Такой фазовый переход объясняет, почему сегодня тёмная материя холодна и практически неподвижна. Гипотеза также даёт проверяемое предсказание: распределение вещества во Вселенной должно быть чуть более разреженным, чем считалось ранее.
Отпечаток «застывшего танца» можно найти, совместив карту реликтового излучения — древнего света, дошедшего до нас с эпохи рекомбинации, — с панорамой крупномасштабного расположения галактик. Если предсказанная аномалия подтвердится, мы узнаем, что тёмная материя — не просто россыпь отдельных частиц, а единый квантовый парный конденсат, выходящий за рамки Стандартной модели физики частиц.
Темная материя не всегда была холодной: в первые мгновения после Большого взрыва она вела себя как излучение, а затем застыла в квантовый конденсат.