В этом случае, подобно тому, как обычная материя состоит из различных типов частиц, и эти фундаментальные строительные блоки взаимодействуют через различные комбинации зарядов, темная материя также будет иметь различные строительные блоки - и, по крайней мере, один из этих различных новых типов частиц будет испытывать негравитационные взаимодействия. Нейтрино в Стандартной модели не взаимодействуют под действием сильной или электрической силы, как это делают шесть типов кварков.
Никто не допускал очень простой возможности того, что, хотя большая часть темной материи не взаимодействует, небольшая ее часть могла бы взаимодействовать.
Подобным образом, может быть, один тип частиц темной материи испытывает слабые взаимодействия или не испытывает никаких взаимодействий, кроме гравитации, но часть из них - возможно, 5 процентов. Основываясь на том, что мы видели в мире обычной материи, возможно, этот сценарий даже более вероятен, чем обычное предположение об одной очень слабой или невзаимодействующей частице темной материи.
Подобно тому, как хороший переговорщик не предполагает преобладания одного сектора общества над другим при попытке поставить различные культуры на равные условия, объективный ученый не должен предполагать, что темная материя не так интересна, как обычная материя, и неизбежно лишена разнообразия материи, подобного нашему собственному.
Научный писатель Кори С. Пауэлл, сообщая о наших исследованиях в журнале Discover, начал свою работу с того, что объявил, что он "шовинист из светлой материи", и отметил, что практически все остальные тоже. Под этим он имел в виду, что мы рассматриваем знакомый нам тип материи как наиболее значимый и, следовательно, наиболее сложный и интересный. Это тот тип веры, который, как вы могли подумать, был поднят Коперниковской революцией. Тем не менее, большинство людей упорно полагают, что их точка зрения и убежденность в нашей важности соответствуют внешнему миру.
Многие компоненты обычной материи по-разному взаимодействуют и вносят свой вклад в мир. Так что и темная материя может иметь различные частицы с различным поведением, которые могут влиять на структуру вселенной измеримым образом.
Когда я впервые изучал частично взаимодействующую темную материю, я был поражен, обнаружив, что практически никто не рассматривал потенциальную ошибочность - и гордость - в предположении, что только обычная материя проявляет разнообразие типов частиц и взаимодействий. Несколько физиков попытались проанализировать модели, такие как "зеркальная тёмная материя", в которой тёмная материя имитирует всё, что связано с обычной материей. Но такие модели были довольно специфичны и экзотичны. Их последствия было трудно примирить со всем, что мы знаем.
Небольшое сообщество физиков изучало более общие модели взаимодействия темной материи. Но даже они предполагали, что вся тёмная материя одинакова, и поэтому испытывали одинаковые силы. Никто не допускал очень простой возможности того, что, хотя большая часть темной материи не взаимодействует, лишь малая ее часть могла бы взаимодействовать.
Вы даже не представляете, какой может быть жизнь в темной материи - и почти наверняка никогда не представите.
Одна потенциальная причина может быть очевидна. Большинство людей ожидало бы, что новый тип тёмной материи не имеет отношения к наиболее измеримым явлениям, если дополнительный компонент составляет лишь малую часть инвентарного запаса тёмной материи. Даже не наблюдая доминирующего компонента темной материи, в отношении себя с более мелким компонентом может показаться преждевременным.
Но если вспомнить, что обычная материя несет лишь около 20 процентов энергии темной материи - и это, по сути, все, на что большинство из нас обращает внимание, - то можно увидеть, в чем может заключаться изъян этой логики. Материя, взаимодействующая через более сильные негравитационные силы, может быть более интересной и влиятельной, чем большее количество слабо взаимодействующей материи.
Часть 3