Учёные из Университета Женевы подтвердили: тёмная материя на космологических масштабах ведёт себя как обычная материя и падает в гравитационные колодцы, созданные искривлением пространства-времени. Это открытие ограничивает возможную пятую силу природы до 7% от гравитации и может исключить её вовсе. Результаты, основанные на скоростях галактик и глубине гравитационных ям, опубликованы 3 ноября 2025 года в Nature Communications.

Тёмная материя: невидимая, но гравитационная

Тёмная материя — 85% массы Вселенной — не взаимодействует со светом, но проявляется гравитационно: искривляет траектории звёзд, линзирует свет галактик. В галактиках её поведение известно, но на масштабах сотен миллионов световых лет — вопрос. Общая теория относительности Эйнштейна описывает гравитацию как искривление пространства-времени массивными телами: чем больше масса, тем глубже "колодец".

Команда сравнила скорости галактик с глубиной этих колодцев. Если тёмная материя подчиняется только гравитации — галактики (в основном из тёмной материи) падают как обычная материя. Пятая сила изменила бы траектории.

Метод: скорости против глубины колодцев

Камиль Бонвин (UNIGE): "Мы сравнили скорости галактик по Вселенной с глубиной гравитационных колодцев. Если пятой силы нет — падение идентично. Если есть — галактики отклоняются".

Использовали данные DESI, Euclid, SDSS: миллионы галактик, красные смещения, распределение массы. Результат: тёмная материя падает в колодцы как барионная материя — без отклонений.

Пятая сила: ограничена или исключена?

Настасья Гримм (Портсмут): "Пятая сила не исключена, но её вклад <7% от гравитации — иначе мы бы увидели". Это сужает модели модифицированной гравитации (MOND, f(R)) и самодействующей тёмной материи (SIDM с новой силой).

Будущие LSST (Rubin Observatory) и DESI чувствительны к 2% от гравитации: "Они раскроют поведение тёмной материи", — Исаак Тутусос (Тулуза).

Значение для космологии

Тёмная материя формировала структуру Вселенной: без неё — нет галактик. Подтверждение гравитационного поведения укрепляет ΛCDM-модель. Если пятая сила есть — она слабая и короткодействующая, не влияющая на крупные масштабы.

Это не закрывает дверь, но ставит жёсткие рамки: тёмная материя — "обычная" в гравитации.

Вкратце…

Тёмная материя на космологических масштабах подчиняется гравитации как обычная: падает в гравитационные колодцы без отклонений. Пятая сила ограничена <7% от гравитации; LSST/DESI снизят до 2%. Открытие укрепляет ΛCDM, сужает альтернативы. Тёмная материя остаётся загадкой, но теперь — в рамках известных сил.