Темная материя – враг лития

В ходе первых нескольких минут существования Вселенной ядерные реакции породили легкие элементы – гелий, дейтерий и литий. Количество этих элементов, наблюдаемое в самых древних звездах и газовых облаках, хорошо согласует с теорией. Единственное исключение составляет доминирующий изотоп лития, литий-7. Его слишком мало, и этому феномену пока не нашли удовлетворительного объяснения.

Решение загадки может оказаться простым, если темная материя состоит из гипотетических частиц аксионов, предложенных в 70-х годах. Количество лития-7, образовавшегося в ходе реакций, зависит от того, сколько энергии тогда существовало в форме света. Информация об этом содержится в реликтовом излучении. Именно эти данные требуют большего количества лития. Но если между временем образования легких элементов и реликтового излучения фотоны «остыли», потеряли часть энергии, то это могло бы ввести нас в заблуждение. Аксионы вполне могут быть за это ответственны. Учитывая их способность к замедлению фотонов (аксионы, если они существуют, имеют низкую кинетическую энергию), количество наблюдаемого лития должно быть сокращено вдвое, что объясняет астрономические результаты. Правда, введение аксионов порождает и новые трудности. Например, вместо 4 типов нейтрино, из которых найдены 3, должно существовать 7.