Про те, як далеко просунулася сучасна наука в дослідженні проблеми темної матерії та темної енергії, щоденній всеукраїнській газеті «День» (№170–171, 2018 р.) розповів постдокторант Інституту Нільса Бора (Королівство Данія), старший науковий співробітник лабораторії астрофізики і космології відділу астрофізики та елементарних частинок Інституту теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України кандидат фізико-математичних наук Дмитро Якубовський.
«Наш Всесвіт, з точки зору гравітаційної взаємодії або динаміки, на одну чверть складається з темної матерії. І лише на 5% – зі звичайної речовини, – пояснює вчений. – Темної матерії значно більше, ми не знаємо, що це, і є гіпотеза, що вона складається з частинок. Якщо це так, то це не ті частинки, які ми знаємо, – не електрони, не протони, не фотони, навіть не звичайні нейтрино. І проблема у тому, як знайти ці частинки.
Існують десятки гіпотез, з чого може складатися темна матерія, науковці шукають прояви цих частинок у дуже різних експериментах і не тільки – наприклад, у випромінюванні від космічних об’єктів. Є навіть спеціальні детектори, які нібито мають зафіксувати, як частинки темної матерії стикаються зі звичайною речовиною під землею. Тобто ми не будемо бачити темну матерію, але зафіксуємо цей «штурхан». Відповідно, є багато моделей, які конкурують між собою, бо ми не знаємо, що є правда.
Інша проблема стосується антиматерії. От ми з вами складаємося з матерії, з частинок. Але ще з 1930-х років відомо, що крім частинок є античастинки, які дуже схожі на «наші». Якщо взяти частинку та античастинку, піднести їх близько одна до одної, вони проанігілюють і утворять багато матерії. Фактично, за формулою Е=mc², античастинки – це найефективніше джерело енергії. Античастинок дуже мало, інакше нас із вами, мабуть, не існувало б, залишилося б лише реліктове випромінювання, фотони, які б утворились у результаті анігіляції. Але ми бачимо наш світ і не бачимо великих слідів антиматерії. Антиматерія, можливо, існує у космічних променях, серед частинок – одна на сто або на тисячу. Це доволі непогано, але ми не бачимо ні скупчень антиматерії, ні галактик з неї тощо. І це проблема, бо Стандартна модель [фізики частинок] передбачає дуже близьку кількість матерії та антиматерії. <…>
Достеменно відомо, що темна матерія існує, оскільки у Всесвіті є надлишок маси. Є ефект, який ми спостерігаємо, і точно відомо, що без нього пояснити все, що ми бачимо, не можна. <…>
Темна матерія складається з частинок поза межами стандартної моделі, на 95% або більше — це частинки, які ми не знаємо. Не більше 5% від темної матерії можуть складати звичайні нейтрино. І це виклик для фізики елементарних частинок — шукати ці нові частинки. <…>
Ще є темна енергія, про яку ми не знаємо майже нічого. Знаємо лише те, що вона «поводиться» як антигравітація. Грубо кажучи, люди побачили, що наш Всесвіт не просто розширюється, а розширюється з прискоренням. Якщо ви підкидаєте яблуко, каміння, що завгодно, воно, рухаючись угору, віддаляється від Землі і завжди сповільнюється. А Всесвіт розширюється як ціле і не сповільнюється, а прискорюється. Відомі нам взаємодії не можуть цього пояснити.
Якщо рівняння стану темної енергії, яке ми знаємо, залишатиметься, то, на жаль, Всесвіт розширюватиметься вічно і через деякий час розлетяться спочатку галактики, а потім їх складові, можливо, навіть атоми».
У чому полягає обмеженість Стандартної моделі фізики частинок? Що дослідники шукають за допомогою Великого адронного колайдера? Як відрізняється наукова робота в Данії від наукової роботи в Україні? Чому важливо популяризувати науку та скільки часу ця діяльність може відбирати у вченого? Яку надію дає вітчизняній науковій сфері Національний фонд досліджень України? Про це й інше дізнавайтеся з повної версії публікації за посиланням: https://day.kyiv.ua/uk/article/cuspilstvo/temna-materiya-ta-de-yiyi-shukaty.