На сегодняшний день одной из величайших загадок космологии является темная материя – таинственная субстанция, не поддающаяся непосредственному наблюдению и участвующая в гравитационном взаимодействии. Исследователи полагают, что темная материя способна объяснить не только ряд астрофизических явлений, например движение и скопление галактик, но и само происхождение жизни. Вот только эта таинственная материя полностью невидима, так как не излучает свет или энергию, а значит обнаружить ее невозможно. И хотя физики полагают, что ключ к неуловимой природе темной материи лежит в ее составе, определить последний также не представляется возможным. И все же, надежда умирает последней – недавно Европейское космическое агентство (ЕКА) продемонстрировало первые тестовые снимки, сделанные космическим телескопом «Евклид», с помощью которых физики надеются наконец обнаружить темную материю (и не только). Но это – далеко не все новости.
Можно ли обнаружить темную материю с помощью телескопов, атомных часов и подземных детекторов?
Наблюдения в астрономии предполагают наличие “темной материи”, на долю которой приходится более 80% всей материи во Вселенной. Примечательно, что на сегодняшний день нет никаких достоверных доказательств того, что темная материя взаимодействует с фотонами – фундаментальными частицами света. Именно из-за этого отсутствия взаимодействия ее называют “темной”. Состав темной материи и любые потенциальные неизвестные взаимодействия с обычной материей остаются для нас тайной.
Темная материя – это частицы?
Считается, что темная материя составляет около 80% вещества во Вселенной и отвечает за большую часть гравитационного взаимодействия, позволяя формироваться таким структурам, как галактики. Поскольку Солнечная система вращается вокруг центра Млечного Пути, наша планета движется через гало темной материи (которое составляет большую часть вещества в Галактике).
Так как темная материя не поддается непосредственному наблюдению, физики работают над разнообразными способами ее обнаружения. Так, согласно одной из популярных теорий, темная материя – это новый тип слабо взаимодействующих частиц WIMP. Считается, что они обладают массой и крайне редко взаимодействуют с обычной материей – вместо этого WIMP взаимодействуют с гравитацией.