Тёмная материя является одной из самых загадочных сущностей в современной физике. Учёные многие годы ищут способ уловить её, или, по крайней мере, исследовать её свойства. Именно поэтому тёмная материя окружена множеством вопросов без ответа. Мы выбрали из них три, которые на наш взгляд являются наиболее важными в данный момент.
Может ли темная материя иметь электрический заряд?
Сигнал из начала времён побудил некоторых физиков предположить, что тёмная материя может иметь электрический заряд. Излучение с длиной волны 21 сантиметр исходило от звёзд, которые образовались в ранней Вселенной, всего через 180 миллионов лет после Большого взрыва. Затем оно было поглощено холодным водородом, окружавшим звёзды, который в свою очередь повторно излучал в целом спектре частот. Когда это излучение было обнаружено в феврале прошлого года, его сигнатура предполагала, что водород был намного холоднее, чем предсказывали учёные. Астрофизик Джулиан Муньос из Гарвардского университета выдвинул гипотезу о том, что тёмная материя с электрическим зарядом могла отводить тепло от водорода, подобно кубикам льда, плавающим в лимонаде. На данный момент предположение о наличии у тёмной материи электрического заряда не подтверждено, однако, если оно окажется верным, то это может кардинально изменить наше понимание Вселенной.
Могут ли обычные частицы распадаться на тёмную материю?
Нейтроны — частицы обычной барионной материи с ограниченным временем жизни. Период полураспада одинокого нейтрона составляет около 14,5 минут, и распадается он на протон, электрон и нейтрино. Однако, в ходе экспериментов на двух разных экспериментальных установках было получено немного разное времена жизни свободного нейтрона, с расхождением между результатами около 9 секунд. Ранее в прошлом году физики предположили, что если 1 процент времени некоторые нейтроны распадаются на частицы тёмной материи, это может объяснить данную аномалию. Кристофер Моррис из Лос-Аламосской национальной лаборатории в Нью-Мексико и его команда наблюдали за нейтронами в поисках сигнала, который мог быть тёмной материей, но не смогли ничего обнаружить. Согласно их статье, они предположили, что другие сценарии распада всё ещё возможны.
Существует ли тёмная материя на самом деле?
Учитывая трудности, с которыми столкнулись учёные, пытающиеся обнаружить и объяснить тёмную материю, разумно задаться вопросом, не делают ли они что-то неправильно. На протяжении многих лет меньшинство физиков продвигало идею о том, что, возможно, наши теории гравитации просто неверны и что данное фундаментальное взаимодействие в больших масштабах работает не так, как мы ожидаем. Эти предположения, часто известные как «модифицированная ньютоновская динамика» или модели MOND, утверждают, что тёмной материи на самом деле не существует, а сверхвысокие скорости, с которыми звёзды и галактики вращаются друг вокруг друга, являются следствием удивительного поведения гравитации.
«Тёмная материя до сих пор является неподтвержденной моделью», — написал физик Дон Линкольн в эксплейнере для Live Science. Тем не менее эта модель сохраняет за собой лидирующую позицию и недоброжелателям тёмной материи ещё предстоит много поработать над своими моделями, если они хотят убедить более широкое поле учёных в своих идеях. И кто знает, возможно, когда-то MOND придёт на смену тёмной материи, а может и нет, это покажут только время и исследования.
Ставьте палец вверх и подписывайтесь на канал, чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
