Уже несколько тысяч лет люди пытаются понять Вселенную. Потому что любопытство — это одна из самых замечательных наших черт. В последние десятилетия одним из сложнейших вопросов, который стоит на пути познания космоса, является темная материя. Это таинственное вещество, которое позволяет объяснить наблюдаемое нами распределение галактик во Вселенной и движение объектов внутри них. Мы не можем её увидеть, потрогать, понюхать или обнаружить с помощью любого другого из имеющихся в распоряжении науки методов, но что бы она ни представляла собой, многие свидетельства говорят о том, что она оказывает гравитационное воздействие на ту материю, которую мы видим. По некоторым оценкам, тёмной материи очень много — на её долю приходится до 80% массы Вселенной.
Естественно, не видя её, непросто понять, откуда она взялась. Но, возможно, какие-то ответы на этот вопрос даёт исследование, опубликованное в начале августа в журнале «Physical Review Letters». Авторы приводят математические доказательства того, что темную материю так трудно обнаружить по той причине, что она, возможно, сформировалась ещё до Большого Взрыва. Если это предположение заставило вас подпрыгнуть от возмущения перед монитором, вы наверняка хорошо знакомы с основами космологии. Это весьма похвально и достойно уважения. Но на самом деле данная гипотеза не пытается разрушить всё то, что вы знали о Большом взрыве — тут многое зависит от того, как вы определяете для себе это понятие.
Чаще всего Большой взрыв описывается как то, что породило Вселенную. Однако некоторые ученые используют немного иное определение. В этой статье он рассматривается как начало расширяющейся Вселенной — то есть того космоса, который мы знаем сегодня, когда материя стала остывать после этапа сверхбыстрого расширения (инфляции). По мнению авторов статьи, темная материя возникла, вероятнее всего, именно в период инфляции. В течение этого очень короткого промежутка времени Вселенная расширялась несоизмеримо быстрее, чем сегодня — в триллионы триллионов раз. Это был непостижимый квантовый компот, в котором могло образоваться всё, что угодно, в том числе и темная материя со всеми её удивительными свойствами. Более того, некоторые ученые считают, что в это же время образовались скалярные частицы. Не будем вдаваться в рассказ о них, так как это займёт много места и наполнит познавательную статью малопонятными описаниями. Достаточно знать, что это бозоны с нулевым спином, хотя и это вряд ли что-то скажет.
Нам важнее то, что их тоже заведомо почти невозможно обнаружить. Единственной скалярной частицей, существование которой удалось удостоверить, является всемирно известный бозон Хиггса. Все мы помним, какого количества трудов и времени потребовалось, чтобы добиться этого. Так что если темная материя образовалась вместе со скалярными частицами или состоит из них, не удивительно, что мы не можем её обнаружить.
Стоит отметить, что подобное представление о темной материи не является новым. Однако это первое исследование, которое пытается доказать его математически. Результаты работы вписываются в понятия о свойствах темной материи, полученные на основании предыдущих измерений. Кроме того, исследование предоставляет параметры, которые способны помочь изучать этот феномен посредством астрономических наблюдений, то есть не только теоретически, с помощью формул физики элементарных частиц. Хотя это сложнейшая работа, которая также потребует огромного количества времени и усилий.
