Темная материя — это самая загадочная субстанция во Вселенной. Она настолько загадочная, что никто до сих пор точно не знает, существует ли она на самом деле. Это уникальное вещество, из которого, возможно, состоит 80 % нашей Вселенной, никак не взаимодействует с окружающим миром: его невозможно ни увидеть, ни потрогать. Несмотря на этот печальный факт, в честь этого толком еще не открытого вещества учрежден даже собственный праздник — День темной материи, отмечаемый учеными 31 октября. Что ж, праздник в честь темной материи — это далеко не единственная странность столь таинственного вещества.
В 1930-х годах швейцарский астроном по имени Фриц Цвикки заметил, что галактики в отдаленном скоплении вращаются друг вокруг друга гораздо быстрее, чем им следовало бы. Ученый предположил, что невидимая субстанция, которую он назвал темной материей, может гравитационно притягивать эти галактики и каким-то образом склеивает их, не давая разбежаться в разные стороны Вселенной.
Прошло почти 90 лет, но исследователи так и не смогли подобраться к разгадке природы темной материи. Единственное, что мы знаем наверняка — это то, что этот таинственный материал можно найти во всем космосе и что он гораздо более распространен во Вселенной, чем видимая нами материя. Что ж, пожалуй, невозможность понять состав таинственного вещества можно считать первой странностью уникальной субстанции.
Если темная материя не способна взаимодействовать с обычной материей, то можем ли мы хоть как-то ее засечь? Наверное, именно таким вопросом задавались ученые, проводившие эксперимент за экспериментом в надежде отыскать ту самую заветную частицу темной материи. Несмотря на долгие годы поисков, следов темной материи наЗемле так и не нашли.
Из школьного курса физики вы, скорее всего, знаете, что обычная материя состоит из таких частиц, как протоны и электроны, а также целого зоопарка более экзотических частиц, таких как нейтрино, мюоны и пионы. Пытаясь найти темную материю, исследователи задались вопросом о том, может ли эта таинственная субстанция быть настолько же сложной, как и обычная материя.
По словам исследователя из Гарвардского университета Андрея Каца, нет никаких оснований предполагать, что вся темная материя во Вселенной построена из одного типа частиц. Так, темные протоны могут объединяться с темными электронами, образуя темные атомы, создавая конфигурации столь же разнообразные и интересные, как и те, которые находятся в видимом мире.
Наряду с дополнительными частицами темной материи существует возможность того, что она испытывает силы, аналогичные тем, которые испытывает обычная материя. Некоторые исследователи искали «темные фотоны», которые были бы похожи на фотоны, появляющиеся между нормальными частицами. Если однажды они будут обнаружены, то подобное открытие ознаменует собой новый этап изучения свойств Вселенной.
Поскольку темной материи во Вселенной гораздо больше, чем обычной, часто говорят о том, что именно она является некой управляющей силой, которая организует такие большие структуры, как галактики и галактические скопления. Именно поэтому открытие галактики под названием NGC 1052-DF2 стало полнейшей неожиданностью, так как эта структура совершенно не содержит темную материю. Что касается галактики Млечный Путь, то основное скопление темного вещества ученые нашли прямо в центре нашей галактики. Чем же вызвано столь странное и неоднородное распределение таинственного вещества во Вселенной, пока еще неизвестно. Однако, если когда-нибудь эта тайна будет раскрыта, человечество вполне может стать свидетелем развития новой науки.