Темная материя: неутешительные новости [50\50]

Несмотря на все усилия, исследователи, занимающиеся поиском темной материи, до сих пор не смогли получить сколь-нибудь обнадеживающих результатов. Некоторые ученые уже поговаривают о необходимости пересмотра наших представлений об устройстве вселенной.

Напомним вкратце, что такое темная материя и почему ее поиски настолько важны. С давних времен астрономы наблюдали искажения в траекториях небесных тел, которые не соответствовали расчетам. Объяснить этот эффект можно было только наличием невидимых, "неучтенных" объектов, имеющих значительную массу и влияющих на объекты наблюдаемые. Чем дальше развивался математический аппарат астрономии, тем очевидней становилось, что скрытая от наших глаз масса действительно существует. Она столь огромна, что влияет на движение не только звезд, но и целых галактик. По сути, темная материя влияет на все объекты материального мира.

Согласно постулатам современной космологии, доля темной материи в массе вселенной составляет 26,8%, но чем она является, по-прежнему неизвестно. Существует множество разных теорий, но все они сходятся в одном: темная материя взаимодействует с нашим миром на уровне гравитации, но электромагнитного излучения она не испускает, поэтому обнаружить ее привычными для нас методами невозможно.

В переводе с английского "matter" - это не только "материя", но также "сущность, причина", поэтому термин "dark matter" на самом деле более объемен. Речь идет не просто о каком-то "невидимом веществе", темная материя - это, возможно, скрытая пружина всего мироздания. Тем досадней, что мы до сих пор не имеем о ней ни малейшего представления.

Гипотетически темная материя состоит из "вимпов" (англ. WIMP - Weakly Interacting Massive Particle, "слабо взаимодействующая массивная частица"), и все исследования по данной теме в настоящий момент связаны с поиском этих частиц. Предполагается, что масса вимпа в десятки раз превышает массу протона.

Для обнаружения вимпа в Национальной лаборатории Гран-Сассо (Италия), был построен сверхчувствительный детектор под названием XENON. В помещении на глубине около полутора километров размещен цилиндр с 3 тоннами охлажденного ксенона. Емкость в несколько слоев окружена различными изоляционными материалами - так, чтобы в камеру не попала ни она "случайная частица", за исключением вимпа. Столкновение вимпа с атомами ксенона должно было вызвать специфическую реакцию, которую физики надеялись зарегистрировать.

Подобные эксперименты проводятся и в Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN), и в Китае (проект PandaX). Ученые пытаются найти частицу темной материи всеми доступными методами, в том числе и с помощью мощнейших телескопов.

Но всех случаях результаты пока нулевые.

Это ставит под сомнение концепцию вимпов, но не опровергает саму теорию о существовании темной материи. Исследователи считают, что они, вероятно, недооценили сложность задачи. При поиске неведомого они использовали традиционные научные подходы, поскольку других способов на сегодняшний день просто нет. Но оптимисты верят, что настанет день, когда перед человечеством распахнется и эта дверь - как распахивались все предыдущие.

Внимательный читатель должен был запомнить, что расчетная масса темной материи равняется 26,8 процентам. Значит ли это, что остальные 73,2 процента массы вселенной - обычная "материальная" материя? Вовсе нет. Масса обычной материи не дотягивает и до 5 процентов (всего лишь 4,9%). Но если темная материя - это чуть больше четверти, а обычная и того меньше, что же такое представляют собой остальные две трети вселенной?

Согласно последним расчетам, вселенная на 68,3% состоит из темной энергии, о которой известно даже меньше, чем о темной материи, то есть не известно практически ничего. Вывод звучит странно, но придется смириться: 95 процентов того, что мы привыкли называть реальностью, находится не только за пределами наблюдаемого нами мира, но и за гранью нашего понимания.

По материалам nature.com
Сокращенный перевод @solips
Источники изображений: первый и второй

Голосуя за посты с заголовком 50\50 вы получаете обратно половину стоимости апвоута в GBG.