Журнал "Человек без границ". Скачать бесплатно


Оригинал статьи находится на сайте журнала "Новый Акрополь": www.newacropolis.ru


Обсудить статью в сообществечитателей журнала "Человек без границ"

Подписаться на журнал "Человек без границ"








Журнал "Человек без границ". При цитировании материалов ссылка обязательна. Mailto: admin@manwb.ru





О Турции: Как вести здоровый образ жизни.

Каталог статей


Поиск по сайту

Поделиться статьей:



Скачать журнал Человек без границ бесплатно:

Скачать журнал Человек без границ бесплатно


Найди своего героя

Студия целостного человека

НОВЫЙ АКРОПОЛЬ




Рассылки
Subscribe.Ru
Самое интересное в культуре и науке








Rambler‘s Top100

Яндекс.Метрика

Статьи

послать ссылку другу  Послать ссылку другу
small text
large text


НаукаЕстествознание

Скрытая масса

Анатолий Засов

Во Вселенной были обнаружены такие тела и среды, которые не излучают свет или другие волны либо излучают их неуловимо мало. Они объединяются под общим названием «невидимая», или «скрытая», масса. Их природа во многом остается загадочной. О том, что думают по этому поводу астрономы, рассказывает Анатолий Владимирович Засов, д. ф.-м. наук, профессор Государственного астрономического института им. Штернберга Московского университета.

 

Невидимое не означает необнаружимое. Догадаться о присутствии «невидимых» тел можно по их гравитационному полю, которым обладают все тела и частицы, какую бы природу они ни имели. Это поле может воздействовать на окружающие объекты, доступные наблюдениям, и их реакция на гравитационное поле дает возможность узнать о присутствии невидимой массы, даже если сам источник гравитационного поля больше ничем себя не обнаруживает.

В принципе, невидимые массы могут существовать на любом расстоянии от нас — в нашей и других галактиках, в межзвездном пространстве, даже в Солнечной системе. Однако выяснилось, что если скрытая масса и присутствует в нашей Галактике в окрестностях Солнца, то в таких количествах, что ею можно пренебречь по сравнению с «видимой» массой, которая заключена в звездах, межзвездном газе и пыли. Так что далеко не всегда есть основания подозревать, что большое количество вещества скрывается от нашего взгляда. Скрытой массы, например, не может быть много в скоплениях звезд. Это было не сложно проверить. Зная полное количество (интегральную светимость) видимых звезд и учитывая звезды малых масс (они могут быть не видны, но известно, каково их относительное количество), можно рассчитать ожидаемые скорости движения звезд, которыми они должны обладать, если удерживаются в скоплении совокупным гравитационном полем всех его членов. И если измерения средней скорости звезд согласуются с ожидаемой величиной (что действительно имеет место), то нет никаких оснований предполагать присутствия большого количества иных тел помимо звезд.

Тем не менее бывают очень любопытные ситуации, когда, на первый взгляд, концы с концами не сходятся. Можно привести такой пример. В 60-х годах были запущены два космических аппарата — «Пионер-10» и «Пионер-11», которые сейчас являются самыми далекими от Земли искусственными объектами; они уже вышли за пределы Солнечной системы. В течение долгих лет удавалось определять их координаты и скорости, и оказалось, что оба космических аппарата движутся немного не так, как следует из стандартной теории гравитации, учитывающей влияние не только Солнца, но и планет: они имеют избыточное ускорение, направленное в сторону Солнца. Ускорение очень небольшое, порядка 10—7 см/с2, но за несколько десятилетий его непрерывного действия положение аппаратов стало существенно отличаться от того, каким оно должно было быть по теоретическим расчетам. Можно было, конечно, предположить существование в Солнечной системе неизвестного и достаточно массивного тела (темной планеты?), которое притягивает аппараты, — так, например, в XIX в. была обнаружена планета Нептун, положение которой определили теоретически по гравитационному возмущению более близкой к Солнцу планеты — Урана. Но этот вариант вряд ли проходит: аппараты движутся в разные стороны, а избыточное ускорение примерно одинаково по величине и направлению. Маловероятно, что есть два неизвестных космических тела, одинаково действующих на эти аппараты.

Более вероятным представляется другое объяснение, предложенное учеными, которое не связано с неоткрытыми телами. В космических аппаратах сохранился еще действующий источник энергии и тепла, который обеспечивает работоспособность радиоаппаратуры, используемой для связи с Землей. Он находится за внешней, выпуклой поверхностью параболической антенны, обращенной в сторону Земли. Слабые потоки теплового инфракрасного излучения, исходящего от нагретых поверхностей, отражаются от задней поверхности антенны и дают реактивный эффект, рождая силу, направленную к Солнцу.

Что касается далеких областей космоса, то здесь, по-видимому, не обойтись без скрытой, то есть невидимой, массы. Однако надо иметь в виду следующее. Если какие-либо массивные объекты в далеком космосе недоступны даже для самых крупных наземных телескопов, это еще не означает, что они не наблюдаемы вообще. Ведь их излучение может просто не доходить до Земли. Это, например, будет иметь место, если излучение приходит на таких длинах волн, которые не проникают через земную атмосферу. Наша атмосфера не пропускает волны гамма-, рентгеновского, далекого инфракрасного и далекого ультрафиолетового диапазонов. Тем не менее известно немало объектов, которые излучают преимущественно именно в этих областях спектра. Возможность проводить их наблюдения дают только внеатмосферные исследования из космоса. Именно в этом заключается основной вклад, который вносят в астрономию космические исследования. Работающий ныне на орбите большой космический телескоп имени Хаббла — это, пожалуй, первый и последний крупный внеатмосферный инструмент, который рассчитан на прием прежде всего в оптической области спектра. Его преемник, по-видимому, будет рассчитан в первую очередь на инфракрасный диапазон, поскольку многие звезды и галактики (особенно очень далекие) являются наиболее яркими именно в этих лучах.

Космические исследования позволили ученым увидеть и «ультрафиолетовое» небо, и небо в рентгеновских и гамма-лучах. В результате перед астрономами открылись совершенно иные, незнакомые ранее краски мира. «Проявились» неизвестные ранее объекты, которые, не будь космических наблюдений, остались бы либо совсем неизвестными, либо были бы причислены к скрытой массе, хотя их излучение прекрасно регистрируется из космоса. Но все же большая часть источников в этих недоступных для наблюдения с Земли диапазонах спектра относится к уже известным космическим объектам: очень горячим или, наоборот, очень холодным звездам, облакам межзвездного газа и пыли и к галактикам.


***

Есть, однако, такие уникальные объекты, которые действительно не излучают ни в каком диапазоне спектра. Это черные дыры. Так называют объекты с очень сильным, предельно возможным в природе гравитационным полем, которое в состоянии удерживать любое излучение. Черные дыры могут возникать в результате безудержного сжатия массивных тел. Это уже по-настоящему темные, абсолютно невидимые тела. Узнать об их присутствии можно только по гравитационному влиянию на близкие объекты. Свойства черных дыр хорошо изучены теоретически, но найти их присутствие в космическом пространстве оказалось непростым делом. Тем не менее сейчас уже обнаружены черные дыры по крайней мере двух типов (а их может быть и больше): черные дыры звездных масс, образующие тесные пары с нормальными звездами, и черные дыры гигантских масс в ядрах галактик. И те и другие найдены по косвенным признакам — по скоростям движения близких к ним звезд или газа.

Одна из самых массивных черных дыр из известных нам была обнаружена по движению газа в центре массивной галактики М87, находящейся на расстоянии около 50 млн световых лет от нас. Ее масса составляет около трех миллиардов масс Солнца. Черная дыра значительно меньшей массы найдена по наблюдаемому перемещению отдельных звезд и в самом центре Галактики, в которой мы живем: эти звезды быстро, со скоростями в сотни км/с, движутся по своим орбитам вокруг центра, в котором не видно никаких ярких источников света. Именно по скоростям движения и размерам их орбит и была оценена масса невидимой черной дыры. Она составила несколько миллионов масс Солнца.

Но масса черных дыр в ядрах галактик, какой бы гигантской она ни казалась, все же очень мала по сравнению с полной массой галактики. Важно узнать, хватает ли наблюдаемого количества звезд и газа в той или иной галактике для того, чтобы ее объяснить. Работа над этим вопросом привела к целому ряду интересных открытий.

Как можно определить полную массу? Считать звезды и суммировать их массы бесполезно, звезд в каждой галактике сотни миллиардов, и даже в нашей Галактике доступна наблюдениям только небольшая их часть. Обычно поступают по-другому, используя фотометрический метод. Основная масса видимого вещества в галактиках принадлежит звездам. Зная массы, светимости и спектральные особенности отдельных звезд различных типов, можно по измерениям яркости галактики и ее спектра оценить примерное количество или плотность этих звезд на различных расстояниях от центра галактики и отсюда найти интегральную массу ее звездного населения. Но есть и совсем другой путь определения массы галактики, для которого не обязательно оценивать количество звезд. Он связан с оценкой массы по гравитационному полю, создаваемому системой. Это самый универсальный метод определения массы, он называется динамическим. Таким методом в свое время были определены массы нашей Земли, Луны, планет, Солнца и многих звезд, входящих в состав звездных систем. Масса вещества, заключенная в пределах заданного расстояния от центра галактики, вычисляется в этом случае на основе измерений скоростей движения объектов в дисках галактик: обычно газовых облаков или звезд, вращающихся вокруг центра по почти круговым орбитам.

Используя динамический метод для измерения масс галактик, астрономы столкнулись с неожиданной проблемой: результаты, получаемые двумя упомянутыми методами, согласуются, как правило, только для внутренних областей галактик и сильно расходятся на больших расстояниях от центра. Если судить по распределению звезд, скорость вращения галактик должна, начиная с некоторого расстояния, уменьшаться с удалением от центра, а наблюдения в большинстве случаев этого не показывают. Скорости вращения, как правило, либо продолжают расти вдоль радиуса, либо остаются почти постоянными. Для того, чтобы объяснить высокую скорость вращения внешних областей галактических дисков, приходится предположить, что на больших расстояниях от центра галактики решающую роль играет дополнительная масса, то есть нечто помимо звезд и газа. Это «нечто» получило название темного гало галактики. Иногда дополнительную массу называют скрытой массой галактики, хотя это название не очень удачно: раз она все же обнаруживает себя по гравитационному полю, значит, не совсем скрыта от нас...

Для некоторых галактик удалось не только измерить массу темного гало, но и узнать кое-что о ее форме. Есть галактики, у которых помимо основного диска есть еще полярное газовое кольцо, плоскость которого перпендикулярна плоскости диска. Для таких систем можно измерить скорость вращения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и убедиться не только в существовании темной массы, но и в том, что она не сосредоточена в диске, а занимает объем сплюснутого сфероида. Таким образом, скрытое вещество распределено совсем не так, как звезды, которые сконцентрированы в основном в диске.

Независимым образом к выводу о существовании массивных гало в галактиках привели и другие исследования, например измерения толщины звездных дисков или разброса (дисперсии) скоростей звезд, составляющих диск, на различном удалении от центра. Расчеты, основанные на этих измерениях, однозначно подтвердили, что на долю звезд и газа в галактиках обычно приходится не более половины полной массы, причем это соотношение меняется в пользу темного гало по мере возрастания расстояния от центра, в пределах которого масса определяется. Темное гало простирается по крайней мере в несколько раз дальше оптических границ галактики, то есть там, где звезд уже практически нет. Полная масса галактики, с учетом этих далеких областей, при этом может оказаться в 5–10 раз больше, чем суммарная масса видимого вещества в ней.

В настоящее время только с учетом скрытой массы удалось количественно и качественно объяснить целый ряд наблюдаемых свойств галактик помимо их высоких скоростей вращения. К ним относится, например, существование очень сильно сплюснутых, тонких звездных дисков в некоторых галактиках: когда диск такой галактики наблюдается с ребра, она выглядит на фотографии как тонкая прямая полоска или иголочка с уярчением посередине. Оказывается, что, если бы не существование массивного гало, внутренние процессы в таких дисках быстро привели бы к тому, что они бы увеличили свою толщину в несколько раз. Другой пример, где не обойтись без темной массы, — это объяснение существования горячего газа с температурой в миллионы кельвинов, заполняющего гигантские эллиптические галактики (заметных звездных дисков в них нет). Если бы в таких галактиках не было ничего, кроме звезд и газа, то создаваемое ими гравитационное поле оказалось бы недостаточным для удержания внутри галактики столь сильно нагретой среды. Нужна еще дополнительная, темная масса, по-видимому, той же природы, что и темное гало в галактиках с вращающимися дисками.

Присутствие массивных темных гало было обнаружено в галактиках всех типов, но в различных пропорциях по отношению к светящемуся веществу. Наиболее впечатляющие результаты были получены, когда были открыты галактики очень низкой поверхностной яркости, свечение которых настолько слабо, что их наблюдения часто находятся на грани возможности современных методов, — поверхностная яркость таких галактик в десятки и сотни раз меньше, чем яркость темного ночного неба, на фоне которого они наблюдаются. Тем не менее, несмотря на очень низкую плотность звездного населения, эти галактики довольно быстро вращаются. У них темная масса начинает существенно преобладать над видимым веществом не на краю галактик, как в большинстве случаев, а почти от самого центра. Поэтому возникло предположение, что могут существовать даже еще более слабо светящиеся, практически невидимые галактики-призраки. При очень низкой яркости они, тем не менее, могут иметь большие массы и размеры. Сближаясь или сталкиваясь в своем движении с нормальными галактиками, такие «призраки» неизбежно должны заметно исказить, искорежить своим гравитационным полем их наблюдаемую форму, привести к активизации различных процессов (например, звездообразования) в дисках, а сами они при этом так и останутся невидимыми, если только в них не начнут рождаться яркие звезды. Подобные объекты действительно можно найти среди галактик с искаженными формами.


***

Важно то, что скрытая масса наблюдается не только в галактиках, но и между ними. Галактики часто образуют группы, скопления. Мы можем измерить скорости отдельных галактик, а потом определить динамическим методом, какая масса должна быть у скопления в целом, чтобы удержать их вместе. Еще в середине прошлого века при изучении ближайшего к нам крупного скопления галактик в созвездии Девы выяснилось, что галактики движутся внутри скопления значительно быстрее, чем ожидалось. Это означало, что если скопление галактик — долгоживущее образование (а в этом трудно сомневаться), то помимо галактик в нем также должна присутствовать скрытая масса, удерживающая всю систему галактик от разлета своим гравитационным полем. В дальнейшем сходная проблема возникла и в отношении других скоплений галактик. Первое, что можно было предположить, это то, что скрытая или темная масса принадлежит очень горячему газу, заполняющему пространство между галактиками и не видимому в оптическом диапазоне из-за низкой плотности. Когда возникла эта проблема недостающей массы в скоплениях, еще не были созданы рентгеновские обсерватории-спутники, которые могли бы зарегистрировать излучение горячего газа. И действительно, с их появлением газ во многих скоплениях был найден: все пространство между галактиками, как оказалось, «светится» в рентгеновских лучах. По яркости этого излучения удалось измерить температуру и массу газа, и оказалось, что она одного порядка с суммарной массой отдельных галактик в скоплении — с учетом как светящегося, так и несветящегося вещества, которое в галактиках находится. Но это не решило проблему полностью. Скрытая масса в скоплениях должна быть существенно выше — ее во много раз больше, чем вещества галактик.

Подтверждение существования скрытой массы в скоплениях пришло с неожиданной стороны. Известен целый ряд скоплений, на фотографиях которых заметны необычные объекты, выглядящие как короткие отрезки дуг, обращенных своей вогнутой стороной к центру скопления. Спектр их излучения такой же, как у галактик, но у более далеких, чем наблюдаемые в скоплении. Когда по спектру определили расстояние до этих странных объектов, то оказалось, что они действительно не имеют никакого отношения к скоплению, находясь во много раз дальше от нас. Здесь мы встречаемся с удивительными эффектами: со своего рода нерукотворными телескопами, созданными природой. Скопления, вернее, их гравитационные поля, играют роль линзовых объективов телескопов. Световые лучи от далеких объектов, находящихся далеко за скоплением, отклоняются гравитационным полем от прямолинейного пути и сходятся, подобно лучам, проходящим через оптическую линзу. В результате на фоне скопления можно увидеть увеличенное изображение тех объектов, которые случайно оказались на одном луче зрения со скоплением, но далеко за ним. Правда, гравитационная линза всегда искажает вид источников. Изображение одной и той же галактики может раздробиться на несколько дуг, они всегда довольно сильно деформированы, но, тем не менее, такая линза значительно увеличивает их яркость и угловой размер.

Описанный эффект гравитационного линзирования дает уникальную возможность заглянуть дальше во Вселенную, а также позволяет измерить полную массу вещества в скоплениях, благодаря которой возникает наблюдаемый эффект. Измерения подтвердили, что «скрытая», невидимая масса в скоплениях часто в десятки раз больше, чем суммарная масса отдельных галактик.


***

Какова же природа скрытой материи? Количество гипотез, предлагавшихся для ее объяснения, сначала было довольно велико, более десятка. Но большинство из них по тем или иным причинам отпало как не удовлетворяющие наблюдательным данным, и сейчас их фактически осталось только три (в принципе, все три гипотезы могут оказаться правильными, но нельзя исключить и того, что ни одна из них не состоятельна, хотя мне последний вариант кажется маловероятным). Рассмотрим их по отдельности.

Первая гипотеза. Темная среда представляет собой объекты из обычного, уже известного астрономам вещества, состоящего из обычных атомов, например, газовые шары, которые по массе занимают промежуточное положение между звездами и планетами (такие тела трудно обнаружить), то есть объекты являются либо мало массивными звездами, либо очень большими планетами в межзвездном пространстве. Из-за сравнительно маленькой массы в них могут вообще не идти термоядерные реакции, так что мощность излучения этих газовых шаров хотя теоретически и не равна нулю, но все же слишком низка для того, чтобы мы обнаружили их свечение с космических расстояний. Конечно, если такое тело пройдет через Солнечную систему или вблизи нее, то это событие не окажется бесследным. Прежде всего, такое прохождение заметным образом должно сказаться на движении далеких комет, бесчисленное множество которых очень медленно движется далеко за орбитами самых далеких планет. Часть комет, никогда ранее не приближавшихся к Солнцу, под действием притяжения небольшого тела, вторгнувшегося в их среду, может кардинальным образом изменить свои орбиты и войти, набирая скорость, во внутреннюю область Солнечной системы, где располагаются планеты. При этом неизбежно усилится интенсивность космических «бомбардировок» такими кометами Земли и других планет. Не исключено, что в далеком прошлом в истории Земли подобные события действительно имели место.

Но можно ли все-таки узнать о присутствии темных тел на больших расстояниях от Солнечной системы? Оказывается, в принципе возможно. Для этой цели было предложено использовать эффект гравитационного линзирования, сходный с тем, который ответственен за возникновение наблюдаемых дуг в скоплениях галактик, но только меньше по масштабу. В этом случае надо искать линзы, образуемые гравитационным полем тел небольших масс и исчезающе малого углового размера. Идея поиска довольно проста: если навести телескоп на центральную часть нашей Галактики или на соседние галактики, то телескоп зафиксирует миллионы отдельных слабых (из-за большого расстояния) звезд по всему полю зрения. И если где-то на пути между нами и этими далекими звездами движутся несметные количества маленьких тел (а их должно быть очень много, чтобы объяснить ими скрытую массу Галактики), то с некоторой вероятностью можно найти такой случай, когда темное тело проходит совсем рядом (в проекции на небо) с какой-нибудь далекой звездой, то есть оказывается практически на одном луче зрения с ней. Тогда гравитационное поле невидимого тела может на какое-то время (обычно — на несколько дней) заметно увеличить яркость находящейся за ним звезды, после чего ее яркость вернется к прежнему уровню. Для наблюдения этого эффекта выбирается область неба, богатая далекими звездами, и отслеживается изменение блеска всех миллионов звезд в этой области от ночи к ночи. Компьютерная обработка изображений позволяет это выполнить оперативно. Таким путем можно найти звезды, изменившие на какое-то время свой видимый блеск. Проблема, однако, заключается в том, что множество звезд меняет свою светимость по внутренним, не зависящим от гравитационных линз, причинам. Здесь нужно использовать определенные критерии, отличающие переменные звезды от звезд, изменивших яркость из-за гравитационного линзирования. Один из таких критериев очевиден — изменение блеска не должно сопровождаться изменением цвета звезды: любая переменная звезда, меняя свою яркость, меняет и цвет, а гравитационное поле должно действовать на лучи различного цвета абсолютно одинаково.

Второй критерий — одноразовость эффекта: звезда не должна менять своего блеска ни до, ни после события.

В настоящее время найдено несколько десятков таких событий, которые можно приписать действию гравитационных линз, так что темные тела между звездами действительно обнаружены. Но статистические оценки показали, что наблюдаемая частота этих событий не столь высока, как ожидалась, так что суммарная масса темных тел позволяет объяснить не больше 20% того, что требуется для скрытой массы. Да и масса невидимых объектов, ответственных за наблюдаемое линзирование, оказалось не такой уж маленькой, где-то в среднем в два-три раза меньше массы Солнца, так что это просто маломассивные холодные звездочки (красные карлики), которые можно наблюдать непосредственно лишь на небольших расстояниях от Солнца.

Второе объяснение более экзотично: скрытую массу составляют небольшие черные дыры или нейтронные звезды. Они могут иметь массы, в несколько раз превышающие массу Солнца, при этом их радиусы должны составлять всего несколько километров. Черные дыры, как мы знаем, в принципе не могут излучать света, а нейтронные звезды хотя и излучают свет, но имеют очень низкую светимость. Черные дыры звездных масс, как и нейтронные звезды, возникают в результате эволюции наиболее массивных звезд. Но объяснить всю скрытую массу такими объектами вряд ли когда-либо удастся. Дело в том, что если бы за время существования Галактики в ней возникло требуемое количество массивных звезд, то в настоящее время и газ, и звезды имели бы совершенно иной химический состав, потому что эволюция массивных звезд всегда сопровождается образованием и выбросом в межзвездное пространство большого количества тяжелых элементов, присутствие которых невозможно «спрятать». Теоретически, однако, черные дыры могут иметь и меньшие массы, чем звезды. Образование большого количества крошечных мини-черных дыр могло иметь место на ранней, до-звездной стадии эволюции Вселенной. Тогда эти черные дыры должны быть действительно микроскопическими — размером не более нескольких микрометров. Но обнаружить их присутствие — задача пока неразрешимая.

И, наконец, третья гипотеза, имеющая, кажется, наибольшее количество последователей среди ученых. Известны элементарные частицы, которые слабо взаимодействуют с веществом, например нейтрино, и они в совокупности могут заключать в себе очень большую массу, оставаясь практически ненаблюдаемыми. Правда, нейтрино — частицы, уже давно обнаруженные экспериментально, как оказалось, мало пригодны для объяснения темной массы. Однако достаточно хорошо разработанная физическая теория элементарных частиц говорит о возможности существования большого количества частиц различных типов, также слабо взаимодействующих с веществом, но с другими свойствами, чем нейтрино. Частицы с предсказываемыми свойствами пока не обнаружены экспериментально лабораторными методами, но в принципе они могут заключать в себе недостающую массу в галактиках. Такие всепроникающие частицы взаимодействуют с обычным веществом практически лишь посредством гравитационного поля. Они могли возникнуть на самых ранних, очень горячих стадиях расширения Вселенной и, в принципе, составлять основную массу вещества в природе. В галактиках эти частицы должны двигаться по таким же траекториям, что и звезды, заполняя все пространство и свободно проходя через все препятствия, которые могут встретиться на их пути. Если суммарным гравитационным полем этих частиц можно объяснить то, что мы ищем, — скрытую массу, то их должно быть так много, что они миллиардами проходят ежесекундно через каждый квадратный сантиметр любой поверхности в любом месте галактики.

Но пока даже не известно, имеет ли скрытая масса в галактиках, в скоплениях галактик и между ними одинаковую природу. Слабо взаимодействующие частицы, если они действительно существуют в ожидаемом количестве, должны играть очень большую роль в формировании наблюдаемой крупномасштабной структуры Вселенной, которую образуют галактики и их скопления. Так что современные схемы и теории образования галактик уже строятся с непременным учетом существования скрытой массы, хотя ее природа и остается пока не выясненной. Образование галактик должно было начаться с постепенного обособления и гравитационного сжатия гигантских облаков темной массы, и только потом в их недрах сконцентрировалось обычное вещество, состоящее из атомов, из которого начали возникать звезды и образовались наблюдаемые галактики.

Были предложены и реализуются в ряде стран и лабораторные методы проверки существования слабо взаимодействующих частиц, претендующих на объяснение темной массы. Целью проводящихся экспериментов является обнаружение отдельных маловероятных событий взаимодействия таких частиц с обычными атомами, последствия которых могут быть зафиксированы точными методами. Но уже сейчас имеются довольно обнадеживающие результаты. Так, итальянскими физиками, проводящими эксперимент в лаборатории глубоко под землей (чтобы «отсечь» столкновения атомов с обычными элементарными частицами космических лучей), обнаружены события, похожие на ожидаемые при столкновении протонов со слабо взаимодействующими частицами. Но как узнать, те ли это частицы, которые заполняют нашу Галактику? Был предложен любопытный путь проверки. Если эти частицы действительно образуют массивное темное гало нашей Галактики, то их средняя скорость относительно центра Галактики в среднем должна быть близка к нулю — как и у совокупности всех звезд Галактики (они движутся по самым различным направлениям, и при усреднении скоростей должен получиться нуль). Но мы наблюдаем частицы с Земли, а Земля движется вокруг Солнца, которое в свою очередь имеет скорость около 200 км/с относительно центра Галактики. Скорости Солнца и Земли векторно складываются, и получается, что Земля в течение полугода движется относительно центра Галактики (а значит, и относительно совокупности частиц темного гало) быстрее, чем Солнце, а следующие полгода — медленнее. Это периодическое изменение скорости Земли должно модулировать с небольшой амплитудой ту частоту, с которой частицы регистрируются в экспериментах. Исходя из того, что направления движения Земли и Солнца хорошо известны, можно ожидать, что максимальная частота фиксируемых событий должна иметь место в июле, а минимальная — через полгода, в январе. Похоже, что такую модуляцию действительно удалось обнаружить, хотя результат пока остается не подтвержденным другими лабораториями, использующими другие методы регистрации неуловимых частиц.

Не исключено, что ученые уже приблизились к решению вопроса о природе скрытой массы, но в любом случае проблема изучения этой материи и ее роли в эволюции Вселенной еще долго будет стоять в повестке дня научных исследований.

На главнуюЖурналПодпискаО чем он?ИнформацияНаграды журналаНовый АкропольНаши книгиИздательство