В первые мгновения Вселенная раздувалась с невообразимой скоростью — этот этап называют инфляцией. Считается, что тогда из вакуума могли рождаться частицы тёмной материи — той самой невидимой субстанции, которая удерживает галактики от разлёта. Но от чего зависит, сколько именно родится?
Авторы взяли модель с двумя полями. Одно отвечало за инфляцию, а второе — за будущую тёмную материю. Оказалось, что если полевое пространство не плоское, а изогнутое (с отрицательной кривизной, как поверхность седла), то после инфляции возникают более сильные колебания. Это похоже на раскачивание маятника: на ровном полу он быстро затухает, а в яме с крутыми стенками — ходит ходуном. Такие колебания подстёгивают рождение частиц-наблюдателей. Их получается до десяти раз больше, чем в плоском случае.
В итоге учёные построили карту: при какой массе частицы и какой температуре разогрева Вселенной получается нужное количество тёмной материи. Изогнутое полевое пространство сильно расширяет допустимую область параметров. Чисто гравитационное рождение — без всяких дополнительных сил — может объяснить, откуда взялась тёмная материя. Даже в сложных много-полевых моделях инфляции.
Если бы инфляция длилась на одну триллионную долю секунды дольше, наша Вселенная была бы совсем другой — возможно, без галактик.
В романе «Контакт» Карла Сагана инопланетяне используют кротовые норы, чтобы путешествовать сквозь искривлённое пространство — примерно так же изогнутое полевое пространство влияет на рождение частиц.