Нераскрытые тайны скрытого космоса

Статья продается только в составе журнала

Красивые завитки спиральных рукавов нашей ближайшей космической соседки, галактики Туманность Андромеды, представляются загадочными. Головокружительная скорость их вращения не может быть объяснена с помощью известных законов физики, описывающих движение видимого вещества в диске галактики. Другими словами, силы притяжения, генерируемые видимым веществом галактик, привели бы к тому, что звезды, находящиеся на периферии, двигались бы медленнее, чем это происходит в действительности. Если видимое вещество — это все, что есть в Туманности Андромеды, то и эта галактика, и другие подобные ей быстро вращающиеся галактики просто не могли бы существовать.  Согласно представлениям современной космологии, существует невидимый тип вещества, так называемая темная материя. Она окружает и пронизывает многие галактики, в том числе галактику Туманность Андромеды, добавляя необходимое гравитационное поле для поддержания наблюдаемого темпа вращения. Темная материя составляет около 25% от общей массы нашей Вселенной, и с ее помощью удается объяснить многие загадки космоса: быстрое вращение галактик в скоплениях галактик, распределение вещества при слиянии скоплений галактик, а также наблюдения гравитационного линзирования (отклонение лучей света в гравитационном поле) далеких галактик. В простейших моделях темная материя представлена однотипными невидимыми и до сих пор не обнаруженными частицами, которые должны восполнять недостаток полной массы Вселенной. Десятилетия поисков прямых доказательств существования частиц темной материи не увенчались успехом. Кроме того, сохраняются некоторые несоответствия между астрономическими наблюдениями и простейшими теориями темной материи. Сочетание теоретических противоречий в совокупности с отрицательными результатами наблюдений этой неуловимой субстанции привели некоторых ученых к переосмыслению традиционных теорий и к представлению о более сложной структуре темной материи. Это невидимое вещество может не состоять из единственного типа частиц, но, аналогично обыкновенному известному нам веществу, также может оказаться многосоставным. Последние несколько лет ученые укрепились во мнении, что темная материя должна быть разнообразна. Возможно, существуют даже новые типы взаимодействий, к которым почти не чувствительны обычные частицы, но которым подчиняются частицы темной материи. Недавние наблюдения сливающихся галактик могут послужить предварительным подтверждением такой гипотезы. Неизвестные силы взаимодействия могли бы объяснить имеющиеся противоречия между моделями темной материи и наблюдениями. Если темная материя действительно обладает сложной структурой, то наша Вселенная предстанет гораздо более интересной и интригующей, чем в стандартной космологической модели. 

Подробнее читайте на страницах журнала "В мире науки" №12_2015