Британские астрономы впервые получили конкретные цифры, характеризующие физические параметры «темной материи».

Этот странный материал, который доминирует во Вселенной, но при этом остается невидимым даже для самых мощных телескопов — одна из самых больших загадок современной науки.

То, что темная материя действительно существует — одна из немногих вещей, в которой исследователи действительно были уверены.

И вот группе ученых Института астрономии в Кембридже удалось определить расположение этого вещества в пространстве и измерить его температуру.

«Это первый ключ к представлению о том, какой может быть эта таинственная материя, — сказал в интервью Би-би-си профессор Джерри Гилмор. — Впервые мы имеем дело с физикой этого вещества».

Ученые хорошо представляют, как и из какого «нормального» вещества состоят звезды, планеты и люди. Теперь они пытаются понять, из чего состоит космос.

«Фантастические размеры»

Ученые не могут обнаружить «темное вещество» непосредственно, поскольку оно не испускает свет и не излучает радиацию.

Его присутствие в космосе, тем не менее, очевидно. Такой вывод можно сделать, к примеру, изучая вращение галактик. Звезды движутся с такой большой скоростью, что они неминуемо разбились бы друг о друга, если бы их не удерживало на почтительном расстоянии друг от друга мощное гравитационное поле какого-то неизвестного вещества.

Исследователи пришли к выводу, что «темное вещество» составляет более 95% всей массы Вселенной. Теперь кембриджские ученые располагают данными детального исследования 12 карликовых галактик, окаймляющих край нашей Галактики Млечного пути.

Используя самые мощные телескопы в мире, включая телескоп Южной европейской обсерватории Сьерро Параналь в Чили, ученые изготовили подробные трехмерные карты галактик, чтобы, наблюдая за движением звезд, вычислить влияние «темной материи» и максимально точно определить ее массу.

Произведя около семи тысяч изменений, исследователи установили, что в составе галактик примерно в 400 раз больше «темного вещества», нежели обычного.

«Распределение «темной материи» в пространстве — абсолютно неизученная область. Напрасно искать хоть какую-либо информацию об этом в современной научной литературе», — говорит профессор Гилмор.

«Наши вычисления дали фантастические результаты. Масса вещества в 30 миллионов раз превосходит массу Солнца. Его объем никогда не станет меньше, чем 300 парсеков — 1000 световых лет, потому что «темная материя» не позволит. Это говорит о том, что фактическая скорость частиц, из которых она состоит, примерно девять километров в секунду. Именно такая скорость не позволит сжать это вещество в меньший масштаб», — объясняет ученый.

Дальше в лес — больше дров

Новые данные о скорости частиц, составляющих «темную материю» стали для ученых большим сюрпризом. Общепринятая теория предполагает, что, двигаясь со скоростью несколько миллиметров в секунду, они имеют экстремально низкую температуру. Однако теперь получается, что они должны быть намного теплее (по космическим масштабам) — около 10 тысяч градусов.

Наиболее вероятный кандидат на материал для «темного вещества» — так называемая, слабо взаимодействующая материальная частица, или «вимп» (от английского «WIMP» — weakly interacting massive particle). Ученые предполагают, что эта частица родилась в результате большого космического взрыва.

Профессор Боб Никол из Института космологии и гравитации Портсмутского университета охарактеризовал результаты работы кембриджской группы как «удивительные».

«Если данные о температуре «темного вещества» верны, то это имеет огромное значение для поиска таинственных частиц и для изучения процесса развития галактик во Вселенной, — говорит он. — То, что вещество может оказаться «более горячим», затрудняет представление о формировании малых галактик, но значительно облегчает понимание возникновения больших звездных систем. Во всяком случае, мы получаем огромный материал для новых исследований».

Большие соседи

Кембриджские исследования принесли дополнительный результат: детальное изучение карликовых галактик позволило ученым «взвесить» нашу собственную галактику так точно, как никогда прежде.

«Оказывается, Млечный путь куда тяжелее, чем мы предполагали, — сказал профессор Гилмор.- Теперь получается, что наша галактика — крупнейшая в окрестностях Вселенной, она крупнее, чем Туманность Андромеды. Еще несколько месяцев назад мы были уверены в обратном».

Кембриджкая команда надеется опубликовать свои сенсационные результаты в течение ближайших недель.

Би-Би-Си