Чем больше мы знаем, тем меньше мы знаем. И, получая ответы на вопросы, мы в придачу получаем совершенно ненормальное количество новых вопросов. Так вышло и с тёмной материей и тёмной энергией.
С чего всё началось?
Возраст Вселенной волновал человечество с тех времён, когда оно считали, что мир держится на слонах, а те на черепахе, а черепаха очень долгоживущее существо. Вселенная же, как истинная интриганка, терпеливо молчала, будоража умы своим звёздным шлейфом. Религия усложнялась, и уже во времена христианства считалось, что Вселенная появилась вместе с Адамом и Евой.
Представители прошлого века определяли возраст чуть более успешно, хотя и со своими сложностями. Иногда выходило, что возраст Вселенной якобы составляет 1-2 млрд лет, что было абсурдно, потому что уже тогда было известно, что Земле 4,5 млрд лет.
Всё изменил зонд Уилкинсона. В 2003 году он измерил микроволновое (реликтовое) излучение космоса – излучение, которое осталось от Большого взрыва. И сейчас мы знаем, что возраст Вселенной 13,7 млрд лет, с погрешностью 1%. Впрочем, об этом я рассказала в прошлой статье.
Вселенная вполне могла бы обидится на зонд Уилкинсона за то, что он раскрыл её тайну. Однако эта самая Вселенная оказалась гораздо хитрее. И, стоило человечеству получить ответ на тысячелетиями волновавший его вопрос, она подбросила ещё бОльшую загадку.
"Месть" Вселенной
На протяжении 20 века считалось, что всё во Вселенной состоит из химических элементов, которые стройными рядами и столбцами глядят на нас из периодической таблицы Менделеева. А мы глядим на них и не всегда понимаем, что они такое. В общем-то всё, казалось бы, логично: Вселенная состоит из химических элементов. Но как бы не так!
Исследования космоса зондом Уилкинсона показало, что вся видимая материя - всё, что состоит из химических элементов, а именно горы, пароходы, звёзды, собаки и кошки, инопланетяне (если такие есть) – всё это составляет всего лишь 5% Вселенной! И то из этих 5% большую часть занимают гелий и водород.
Большая часть Вселенной 95% – это невидимое, загадочное вещество неизвестного происхождения. Ох уж этот вечный парадокс: чем больше знаешь, тем отчётливее понимаешь, что ничего не знаешь. Вселенная, мы всего лишь хотели узнать твой возраст! Хотя, честно говоря, новая загадка гораздо интереснее.
95% какого-то непонятного «святого духа»
Что же это за 95% непонятно чего, по описанию больше похожего на святой дух? Большая часть из этого непонятно чего тёмная энергия: она составляет 68%. Оставшиеся 27% занимает тёмная материя.
Тёмная энергия
Это совершенно неизвестная, непонятная форма энергии. Её ввёл ещё Эйнштейн в виде космологической постоянной, однако затем назвал её своей величайшей ошибкой. Он вовсе не ошибался!
Тёмную энергию иногда называют энергией пустоты. Космологи считают, что она создаёт антигравитационное поле, и именно из-за неё, например, Земля не падает на Солнце. Тёмная энергия расширяет Вселенную и растаскивает галактики в разные стороны. В противовес тёмной энергии, обычная энергия наоборот тормозит расширение.
Тёмная материя
Тёмная материя окружает галактики гигантским ореолом, невидимым нам. Тёмной материи так много, что в нашей галактике она весит в 10 раз больше, чем все звёзды, которые в ней находятся. Она недоступна взгляду, и проявляет себя только при гравитационном взаимодействии: тёмная материя искажает звёздный свет, и именно по этому оптическому искажению её можно обнаружить.
Вероятно, при Большом взрыве обычная материя была перемешана с тёмной. Тёмная материя тяжелее, так как она состоит из большого числа скрытых тяжёлых частиц. Под силами гравитации, она могла сгруппироваться в будущие ядра галактик. Тёмная материя как бы сформировала формы и скопления галактик, на которые уже позже слетелась обычная материя, состоящая из химических элементов.
Тёмная материя бывает холодной и горячей. Горячая тёмная материя предположительно состоит из быстрых слабовзаимодействующих частиц – нейтрино. Холодная же тёмная материя предположительно состоит из вимпов (WIMP – weakly interacting massive particles – слабо взаимодействующие массивные частицы). Вимпы тяжёлые и медленные. Они ещё никогда не регистрировались, но предсказывались. Так как они слабо взаимодействуют, их сложно обнаружить, однако более-менее успешные попытки продолжаются.
