В космосе нашли антиматерию, которой там быть не может. Она не вписывается ни в одну теорию и ставит под сомнение наши представления о рождении Вселенной. Что это за вещество и почему оно сбивает с толку учёных?
Мы знаем, что у каждой элементарной частицы есть «злой близнец» — античастица. При встрече они аннигилируют во вспышке чистой энергии. По всем канонам, после Большого взрыва материя и антиматерия должны были уничтожить друг друга. Но почему-то материи осталось чуть больше — и из этого «чуть» состоит весь наш мир. А теперь учёные находят в космосе лишнюю антиматерию, происхождение которой невозможно объяснить. Это не просто загадка — это вызов самой фундаментальной физике.
1. Что нашли? Аномальный избыток позитронов
Космические лучи — это поток частиц, несущихся через Галактику. Среди них есть и позитроны (антиэлектроны). Проблема в их количестве и энергии.
- Ожидание: Позитроны высоких энергий должны рождаться при столкновениях обычных космических лучей с межзвёздным газом. Их число должно плавно падать с ростом энергии.
- Реальность: Данные с детекторов PAMELA, AMS-02 на МКС и телескопа Fermi показали: начиная с определённой высокой энергии, позитронов становится значительно больше, чем предсказывает теория. Их спектр не падает, а образует загадочный «горб».
- Вывод: В космосе работает какой-то неизвестный мощный источник позитронов. И он совсем рядом — в нашей Галактике.
2. Версия первая: Тёмная материя распадается? (Самое интригующее)
Главная и самая захватывающая гипотеза. Если тёмная материя состоит из частиц, они могут иногда сталкиваться или распадаться, порождая пары частица-античастица (например, электрон-позитрон).
- Почему подходит: Это идеально объяснило бы «горб» в спектре: частицы тёмной материи имеют определённую массу, поэтому при их распаде рождаются позитроны с чётким диапазоном энергий.
- Проблема: Мы до сих пор не знаем, из чего состоит тёмная материя. Ни один эксперимент на Земле не поймал её частиц-кандидатов (вимпов). Это было бы величайшим открытием века.
3. Версия вторая: Загадочные пульсары (Более приземлённая)
Пульсары — быстро вращающиеся нейтронные звёзды с чудовищными магнитными полями. Они могут быть естественными космическими ускорителями.
- Почему подходит: Электроны, ускоренные в магнитосфере пульсара, могут сталкиваться с фотонами, рождая пары электрон-позитрон. Это проверенный теоретически процесс.
- Проблема: Не все учёные уверены, что пульсары, даже ближайшие (например, в Крабовидной туманности), способны произвести именно такое количество высокоэнергетичных позитронов, которое мы наблюдаем. Споры ведутся до сих пор.
4. Версия третья: Неизвестные астрофизические объекты
Если не тёмная материя и не обычные пульсары, то что? Кандидаты есть:
- Микроквазары (двойные системы с чёрной дырой, перетягивающей вещество).
- Остатки сверхновых с необычной магнитной структурой.
- Даже чёрные дыры средней массы, гипотетически испаряющиеся (излучающие частицы по механизму Хокинга).
5. Почему это важно? Это ключ к новой физике
Разгадка этой аномалии приведёт нас к чему-то принципиально новому.
- Если это тёмная материя: Мы впервые поймём природу 27% Вселенной. Это перевернёт физику и космологию.
- Если это астрофизический объект: Мы откроем новый, экстремальный класс ускорителей во Вселенной, который работает по неизвестным нам законам.
- Если это что-то третье: Нам придётся переписать учебники. Возможно, мы наткнулись на проявление физики за пределами Стандартной модели — например, на следы дополнительных измерений или новых сил.
6. Как ищут ответ? Охота продолжается
Учёные не сидят сложа руки. Они используют:
- Гамма-телескопы (Fermi, планируемый AMEGO): Ищут характерное гамма-излучение, которое должно сопровождать аннигиляцию или распад тёмной материи в конкретных регионах Галактики.
- Детекторы на МКС (AMS-02): Продолжают набирать статистику, уточняя спектр позитронов с беспрецедентной точностью.
- Наземные обсерватории (HAWC, LHAASO): Ловят потоки частиц от предполагаемых источников (пульсаров), чтобы понять, способны ли они на такой «выброс».
Что в сухом остатке?
Аномальный избыток позитронов — это не ошибка измерений. Это самый настоящий космический намёк. Природа как будто подбрасывает нам улики, указывающие на нечто грандиозное, скрытое в темноте Галактики.
Мы стоим на пороге открытия: либо мы найдём новый тип астрофизических «монстров», либо наконец прикоснёмся к самой таинственной субстанции мироздания — тёмной материи. В любом случае, разгадка перевернёт наше понимание реальности. И она где-то совсем рядом — эти частицы уже пролетают сквозь нас.