Темная материя

Люди часто говорят о микромире и макромире. Микромир — это мир элементарных частиц, его масштабы очень малы, и их невозможно наглядно представить; но есть и другая крайность — это макромир. Галактики, скопления галактик, Вселенная — совсем другой язык, иные масштабы. Когда говорят о мире элементарных частиц, мы ставим эксперимент. Когда говорят о мире галактик, мы делаем наблюдения, ведь над галактикой и над Вселенной эксперимент поставить сложно. В области астрофизических наблюдений было замечено, что мир состоит не только из того, что доступно для глаза. Мы видим звезды, туманности, межгалактический газ — астрономические объекты. Из этих наблюдений следует, что-то, что мы видим, — это, вероятно, не единственное, что существует во Вселенной.

В астрофизике существует термин WIMP (weakly interactive massive particle) — слабовзаимодействующая массивная частица. Фотино суперсимметричности — типичный WIMP. Предположительно, эти частицы составляют основу темной материи, они образуют гало нашей Галактики. Гало раз в 5 больше видимого размера Галактики, и поэтому эти частицы носятся со скоростью примерно 300 км/c. Мы пытаемся экспериментально обнаружить эти частицы, существуют специальные подземные установки, на которых пытаются WIMP’ы «поймать». Но пока результат отрицательный.

Когда Эйнштейн строил общую теорию относительности, изначально он хотел построить статическую модель Вселенной, нерасширяющуюся. Он ввел так называемый «лямбда-член», или космологическую постоянную. Потом он от нее хотел отказаться, затем ее снова вводили — это отдельная история. Космологическую постоянную иногда называют энергией вакуума — это и есть темная энергия. Что это такое как физическая субстанция, не совсем понятно. В уравнениях Эйнштейна это космологическая постоянная. Почему она такая маленькая — это остается загадкой для физиков. 73% кажутся очень большой долей во всей энергии Вселенной, но если ее пересчитать в единицы, которыми оперируют в физике частиц, то окажется, что это фантастически маленькая величина, масштаба которой в физике частиц нет. И поэтому некоторое время считалось, что эта величина равна нулю точности. И объяснить, почему она не ноль, а меньшее значение, никто не может. Это одна из главных задач физики частиц и космологии.