На сегодняшний день учё­ным так и не удалось однозначно доказать су­ществование «тёмной материи», из которой предположительно состоит большая часть нашей Вселенной.

«Темная материя», окружающая галактики по всей Вселенной, не­видима, поскольку не отражает света. Её присутствие может быть замечено только по гравитацион­ному воздействию, которое она оказывает на планеты и звёзды.

Несмотря на эксперимент стоимостью в два миллиарда долларов, проведённый на Меж­дународной космической стан­ции и обнаруживший признаки существования «тёмной мате­рии», она никогда не наблюда­лась напрямую.

ДЫРА НА НЕБОСКЛОНЕ

Первое указание на то, что с подсчётом массы Вселенной что-то не так, появилось в сере­дине 30-х годов XX века. Швей­царский астроном Фриц Цвикки измерил скорости, с которы­ми галактики скопления Волосы Вероники (а это одно из самых больших известных нам скопле­ний, оно включает в себя тысячи галактик) движутся вокруг обще­го центра.

Результат получился обеску­раживающим: скорости галактик оказались гораздо больше, чем можно было ожидать, исходя из наблюдаемой суммарной массы скопления. Это означало, что ис­тинная масса скопления Волосы Вероники гораздо больше види­мой. Но основное количество материи, присутствующей в этой области Вселенной, остаётся по каким-то причинам невидимым и недоступным для прямых на­блюдений, проявляя себя только гравитационно, то есть только как масса.

Через 40 лет после работ Цвикки, в 70-е годы, амери­канский астроном Вера Рубин изучала скорости вращения вокруг галактического центра вещества, расположенного на периферии галактик. Измере­ния показали, что для многих галактик эта скорость остаёт­ся почти постоянной на весь­ма значительном удалении от центра.

Эти результаты можно истол­ковать только одним способом: плотность вещества в таких га­лактиках не убывает при дви­жении от центра, а остаётся почти неизменной. Посколь­ку плотность видимого вещес­тва (содержащегося в звёздах и межзвёздном газе) быстро па­дает к периферии галактики, недостающую плотность должно обеспечивать нечто, чего мы по каким-то причинам увидеть не можем.

ГАЛАКТИЧЕСКИЙ ПАРАДОКС

Для количественного объ­яснения наблюдаемых зависи­мостей скорости вращения от расстояния до центра галактик требуется, чтобы этого невиди­мого «чего-то» было примерно в 10 раз больше, чем обычно­го видимого вещества. Это «не­что» получило название «тёмная материя» и до сих пор остаётся самой интригующей загадкой в астрофизике.

Ещё одно важное свидетель­ство присутствия «тёмной ма­терии» в нашем мире приходит из расчётов, моделирующих процесс формирования галак­тик, который начался пример­но через 300 тысяч лет после начала Большого взрыва. Ве­щество просто не должно было собраться в галактики, кото­рые мы, тем не менее, наблю­даем в современную эпоху. Эта проблема получила название галактического парадокса, и долгое время её считали серьёз­ным аргументом против теории Большого взрыва.

Однако если предположить, что частицы обычного вещества в ранней Вселенной были пере­мешаны с частицами невидимой «тёмной материи», то в расчётах всё становится на свои места.

Получается, что знакомый и, казалось бы, изученный до де­талей видимый мир, который мы совсем недавно считали поч­ти понятым, - только неболь­шая добавка к чему-то, из чего в действительности состоит Вселённая.

ЗЕРКАЛЬНЫЙ МИР

В 1995 году телескоп «Хаббл» заметил, что одна из звёздочек Большого Магелланова облака вспыхнула ярче. Это свечение продолжалось три с лишним ме­сяца, но потом звезда вернулась к своему естественному состоя­нию. А шесть лет спустя рядом со звездой появился какой-то едва светящийся объект. Это и был хо­лодный карлик, который, прохо­дя на расстоянии 600 световых лет от звезды, создал гравитаци­онную линзу, усиливающую свет. Расчёты показали, что масса это­го карлика составляет всего 5- 10% от массы Солнца.

Наконец, общая теория отно­сительности однозначно свя­зывает темп расширения Все­ленной со средней плотнос­тью вещества, заключённого в ней. Если в действительности плотность Вселенной в точнос­ти равна критической, это не может быть случайным совпа­дением, а представляет собой следствие какого-то фундамен­тального свойства нашего мира, которое ещё предстоит понять и осмыслить.

Однако новая теория заявля­ет, что «тёмная материя» может содержать в себе «зеркальный мир», который в состоянии из­менить наши представления о Вселенной.

Телескоп Планка собрал дан­ные о временах, которые пос­ледовали сразу за Большим взрывом 13,8 миллиарда лет назад, показав, что некая за­гадочная материя составляет 26,8 процента вещества во Все­ленной - больше, чем предпо­лагалось прежде.

Обычная же материя - га­лактики и планеты, которые мы можем непосредствен­но наблюдать, составляет все­го около 4,9 процента. А всё остальное - это ещё более за­гадочная «тёмная энергия», ко­торая, по гипотезам учёных, ответственна за расширение Вселенной.

НОВЫЙ ФЕНОМЕН

В этом году международная команда исследователей заяви­ла, что детектор космического излучения на борту МКС обна­ружил первый признак сущест­вования «тёмной материи».

Эти результаты были полу­чены, когда Альфа-магнитный спектрометр (AMS), запущенный в космос два года назад, обнару­жил признаки нового физичес­кого феномена, который может представлять собой странную и неизвестную на сегодняшний день науке материю.

Выводы учёных основаны на наблюдаемом избытке по­зитронов - позитивно заря­женных субатомных частиц. Обнаруженный всплеск позит­ронов может быть создан уми­рающей «тёмной материей» - субстанцией, занимающей настолько центральное место в нашей Вселенной, что она оп­ределяет расположение звёзд и планет.

Окончательная разгадка тайны появления таинствен­ной материи может открыть нам абсолютно новые облас­ти исследования, включая возможность существования множественных вселенных и других измерений.