Почти столетие учёные бьются над одной из самых интригующих загадок космологии — природой тёмной материи. Эта таинственная субстанция, по предположениям, окутывает галактики и формирует космическую паутину, пронизывающую всю Вселенную. И вот теперь, возможно, настал момент, когда завеса тайны начинает приоткрываться.
Истоки загадки: от Фрица Цвикки до наших дней
История тёмной материи началась в 1930‑х годах, когда швейцарский астроном Фриц Цвикки обратил внимание на странное явление: далёкие галактики вращались с такой скоростью, которая не соответствовала их видимой массе. Это наблюдение привело к революционной идее — существует некая невидимая материя, которая не излучает и не поглощает свет, но оказывает гравитационное воздействие на окружающие объекты.
С тех пор учёные неустанно ищут частицы тёмной материи, используя самые передовые технологии:
- наземные детекторы;
- космические телескопы;
- гигантские установки вроде Большого адронного коллайдера неподалёку от Женевы.
Однако до сих пор все попытки оставались безрезультатными. Тёмная материя продолжала оставаться неуловимой, словно призрак, дразня исследователей своими косвенными проявлениями.
Теория WIMP
Одна из ведущих теорий предполагает, что тёмная материя состоит из так называемых слабо взаимодействующих массивных частиц (WIMP). Эти частицы:
- тяжелее протонов, находящихся внутри атомов;
- практически не взаимодействуют с обычной материей.
Согласно теории, при столкновении двух WIMP происходит их аннигиляция — взаимное уничтожение, сопровождающееся выбросом других частиц и всплеском гамма‑излучения. Именно этот «отпечаток» и пытались обнаружить учёные.
Открытие Томонори Тотани: луч света в тёмной материи
Прорыв, возможно, совершил профессор Томонори Тотани — астрофизик из Токийского университета. Он проанализировал данные, полученные с помощью космического гамма‑телескопа Ферми (NASA), который фиксирует самые энергетически насыщенные фотоны электромагнитного спектра.
В результате Тотани обнаружил паттерн гамма‑излучения, который поразительно совпал с формой гало тёмной материи — сферической области, простирающейся от центра галактики.
«Сигнал очень точно соответствует свойствам гамма‑излучения, которое, как предполагается, испускает тёмная материя», — заявил Тотани в интервью.
Результаты исследования опубликованы в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Если выводы Тотани подтвердятся, это будет означать, что тёмная материя состоит из элементарных частиц, масса которых в 500 раз превышает массу протона. Это открытие способно перевернуть наше понимание Вселенной.
Не всё так однозначно
Несмотря на воодушевление, многие учёные призывают к осторожности. Среди скептиков — профессор Джастин Рид из Университета Суррея. Он указывает на отсутствие значимых сигналов из других регионов космоса, например, из карликовых галактик. По его мнению, это серьёзно подрывает версию о том, что обнаруженные гамма‑лучи действительно являются следствием аннигиляции частиц тёмной материи.
Не менее сдержан и профессор Кинва Ву — теоретический астрофизик из Университетского колледжа Лондона. Он подчёркивает:
«Я ценю усердие и преданность автора, но для экстраординарного заявления требуются экстраординарные доказательства. Этот анализ пока не достиг такого уровня. Это работа, которая вдохновляет исследователей продолжать поиски».
Почему это важно?
Если гипотеза Тотани окажется верной, это станет одним из самых значимых открытий в истории науки. Тёмная материя составляет около 27 % всей массы и энергии Вселенной, и её природа до сих пор остаётся загадкой. Понимание её свойств позволит:
- глубже проникнуть в устройство космоса;
- уточнить модели формирования галактик;
- возможно, открыть новые законы физики.
Кроме того, это даст толчок развитию технологий, связанных с детектированием элементарных частиц и изучением высокоэнергетических процессов.