Vật chất tối, bí ẩn và khó nắm bắt, có thể là những di tích vũ trụ từ các chiều không gian khác.

Một số lượng lớn các hạt hấp dẫn có thể đã hình thành sau Vụ nổ lớn, và chúng có thể đủ lớn để giải thích sự tồn tại của vật chất tối.

Vật chất tối, kỳ lạ và khó nắm bắt, chiếm phần lớn khối lượng của vũ trụ. Graviton, một hạt cơ bản giả thuyết, có thể là di tích từ các chiều không gian khác.

Tính toán cho thấy, vũ trụ hiện tại chỉ có đủ lượng hạt hấp dẫn để giải thích vật chất tối. Tuy nhiên, chúng vẫn chưa được quan sát trực tiếp.

Nghiên cứu mới công bố chỉ ra rằng vũ trụ sơ khai có thể đã tạo ra đủ lượng hạt hấp dẫn để giải thích vật chất tối.

Nghiên cứu cho thấy, nếu graviton tồn tại trong vũ trụ sơ khai, khối lượng của chúng sẽ nhỏ và có thể giải thích vật chất tối.

Nhóm nghiên cứu phát hiện các trọng lực giả định này khi tìm kiếm bằng chứng về các chiều không gian phụ. Một số nhà khoa học tin rằng có các chiều không gian bổ sung bên ngoài ba chiều không gian và thời gian mà chúng ta đã quan sát được. Theo lý thuyết của nhóm nghiên cứu, khi lực hấp dẫn di chuyển qua các chiều không gian bổ sung, nó sẽ xuất hiện trong vũ trụ của chúng ta dưới dạng các hạt hấp dẫn lớn.

Tuy nhiên, các hạt này chỉ tương tác yếu với vật chất thông thường, và chỉ thông qua lực hấp dẫn. Mô tả này rất giống với vật chất tối: vật chất tối không tương tác với ánh sáng, nhưng có hiệu ứng hấp dẫn có thể cảm nhận được ở bất kỳ đâu trong vũ trụ. Ví dụ, các nhà khoa học tin rằng tác động hấp dẫn của vật chất tối làm cho các thiên hà không thể tách rời.

Trong thuyết tương đối rộng, lực hấp dẫn được xem là hiện tượng hình học, là sự cong của không gian- thời gian. Trong vật lý hiện đại, quan điểm này đã đạt được thành công lớn. Mặt khác, quan điểm của cơ học lượng tử cho rằng lực được tạo ra bởi sự trao đổi các gói năng lượng rời rạc (tức là lượng tử). Các lượng tử khác nhau tạo ra các lực khác nhau. Dựa trên quan điểm này, Mô hình Chuẩn của Vật lý Lượng tử tin rằng các tương tác cơ bản được tạo ra bởi sự trao đổi lượng tử và đề xuất lý thuyết về boson đo, chẳng hạn như lực điện từ được tạo ra bởi sự trao đổi photon, và lực hạt nhân yếu được tạo ra bởi W và Thủy tinh Z Sự trao đổi dons được tạo ra, cũng như lực hạt nhân mạnh được tạo ra bởi sự trao đổi của các gluon. Lý thuyết dự đoán rằng lực hấp dẫn cũng nên được tạo ra bởi sự trao đổi của một số loại boson, được gọi là graviton.

Một ưu điểm chính của giả thuyết về một số lượng lớn các hạt hấp dẫn là hạt vật chất tối chỉ tương tác qua lực hấp dẫn và do đó không bị phát hiện dễ dàng, trái ngược với các ứng viên vật chất tối khác - chẳng hạn như các hạt tương tác yếu lớn (WIMP), axion và neutrino - cũng có thể được phát hiện thông qua các tương tác rất nhỏ với các lực và trường khác. Nhiều nhà khoa học tin rằng WIMP là ứng viên hứa hẹn nhất cho vật chất tối, nhưng nghiên cứu mới nhất cho thấy vật chất tối có thể nhỏ hơn WIMP. Hiện có một số thí nghiệm tìm kiếm các hạt WIMP trên lý thuyết phải được thực hiện dưới lòng đất để tránh bị các tia vũ trụ giao thoa.

Thực tế là một số lượng lớn các hạt hấp dẫn gần như không tương tác với các hạt và lực khác trong vũ trụ ngoài lực hấp dẫn. Điều này mang lại lợi ích là chúng phân rã chậm đến mức vẫn ổn định trong suốt thời gian tồn tại của vũ trụ, và chúng được tạo ra từ từ trong quá trình giãn nở của vũ trụ, tích tụ liên tục cho đến ngày nay.

Các nhà khoa học trước đây cho rằng các hạt hấp dẫn khó có thể là ứng viên cho vật chất tối vì quá trình tạo ra chúng là cực kỳ hiếm. Nhưng nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng trong một phần nghìn tỷ giây sau Vụ nổ lớn, có thể có nhiều lực hấp dẫn hơn nhiều so với những lý thuyết trước đây. Sự gia tăng này là đủ để các graviton giải thích đầy đủ về lượng vật chất tối mà chúng ta đã phát hiện trong vũ trụ, nghiên cứu cho thấy.

Bởi vì một số lượng lớn các hạt hấp dẫn được tạo ra dưới thang năng lượng của boson Higgs, chúng không chịu sự không chắc chắn liên quan đến các thang năng lượng cao hơn, một khía cạnh mà vật lý hạt hiện nay không thể diễn giải một cách chính xác. Lý thuyết của nhóm nghiên cứu liên kết vật lý đang được nghiên cứu tại các máy gia tốc hạt như Máy va chạm Hạt Lớn (LHC) với vật lý của lực hấp dẫn. Điều này có nghĩa là các máy gia tốc hạt lớn như Máy va chạm Hình tròn Tương lai (FCC) của CERN có thể được sử dụng để tìm kiếm bằng chứng về các hạt vật chất tối tiềm năng này. FCC sẽ có kích thước gấp bốn lần LHC, máy gia tốc hạt mạnh nhất thế giới, và sẽ có năng lượng tác động gấp sáu lần LHC. Theo kế hoạch, máy gia tốc sẽ bắt đầu hoạt động vào năm 2035.