Если вы спросите Матиаса Бартельмана, чем он занимается, ученый молча откроет свой ноутбук – и на ваших глазах родится Вселенная. Сначала на мониторе появляется красный шар из раскаленного до миллионов градусов газа. Повинуясь неведомой силе, газ собирается в туманности, движущиеся к центру шара. Туманности сгущаются в звезды, а те стягиваются в галактики, скопления которых образуют причудливый узор – так называемую космическую пену. На экране видно, как в местах этих скоплений концентрируется какое-то вещество. Это и есть неуловимая темная материя, которую ищут физики и астрономы. Ищут давно, но пока никак не могут найти…

 Они смотрят в небо через мощные телескопы и устанавливают в недрах земли сверхчувствительные измерительные приборы. Не так-то просто высветить темную сторону Вселенной! Как говорит Дэвид Клайн из Калифорнийского университета, речь идет о самом сложном эксперименте, который когда-либо проводился физиками.

 Свою компьютерную модель – виртуальную Вселенную – Бартельман, астрофизик из Гейдельбергского университета, смешал как коктейль: взял темную материю, добавил немного космического пространства и щепотку излучения... Главный игредиент – темная материя. Без нее не было бы ни галактик, ни звезд, ни планет. А значит – и нас тоже.

Чтобы Вселенная стала такой, какая она есть, понадобилось очень много этой загадочной субстанции. Астрономы измерили космическое фоновое излучение – долгое «эхо» Большого взрыва, и пришли к выводу: темная материя составляет 23% всей Вселенной. Еще 73% – это «космические дрожжи» – не менее загадочная темная энергия, заставляющая Вселенную расширяться. И только на какие-то 4% космос состоит из привычных элементов: водорода, гелия, железа, кремния… Свет излучает одна десятая их количества. Так что сияние звезд и галактик на ночном небе – это всего лишь чудесная декорация. За ней бесконечная тьма.

 Весь сыр-бор вокруг темной материи начался в 1933 году, когда американский астрофизик Фриц Цвикки стал наблюдать скопление галактик в области созвездия Волосы Вероники. Оценив их массу и измерив скорости, он пришел к выводу: некоторые галактики движутся слишком быстро. Силы притяжения их видимых масс явно недостаточно, чтобы скомпенсировать центробежную силу и не дать галактикам разлететься. А значит, заключил Цвикки, во Вселенной имеется гигантский источник гравитации – какая-то невидимая материя. Коллеги сочли это очередной забавной идеей чудаковатого профессора.

Астрономы вспомнили о ней только в начале 1970-х, когда заметили, что звезды и облака газа на краях спиральных галактик, вроде нашего Млечного Пути, вращаются с огромной скоростью. Но почему-то не отрываются и не улетают. Профессор Цвикки был прав: невидимая субстанция, сила притяжения которой удерживает звезды и газ внутри галактик, все-таки есть.

Сегодня мало кто сомневается в существовании темной материи. Наблюдая эффект гравитационной линзы, ученые пытаются понять, где же эта материя все-таки находится, и создать нечто-то вроде атласа невидимой Вселенной. (Согласно теории относительности, космические массы преломляют проходящие близко от них лучи, то есть благодаря своей гравитации действуют как линзы.)

 Чтобы понять, как распределяется во Вселенной видимая (светящаяся) и темная материи, Матиас Бартельман с помощью компьютера моделирует эффект гравитационной линзы. Перед фотографией скопления галактик он «помещает» невидимую массу гигантского космического объекта. Ее гравитационное поле искривляет траекторию луча света, идущего от другого объекта, расположенного дальше. Поэтому на мониторе компьютера изображения далеких галактик искажаются, принимая формы линий, дуг и колец. Сравнив компьютерные модели с реальными фотографиями неба, Бартельман и определяет, где в космосе находятся сгустки таинственного вещества.

Но обосновать существование темной материи и составить карту скрытой части Вселенной – это полдела. Главное понять, из чего состоит эта таинственная среда? На каком бульоне сварен «космический суп»?Читать дальше >>>