Галактики весят больше, чем выглядят.
Мы знаем это, потому что не видим всего вещества, находящегося внутри них. Пропавшая масса — невидимый каркас, удерживающий скопления звёзд вместе, — то, что физики называют тёмной материей. Десятилетиями она преследовала как учёных в белых халатах, так и авторов научной фантастики, появляясь везде: от вихрей во «Враке» до «Пыли» в цикле Филапа Ларка «Тёмные начала». Это одна из самых больших проблем в космологии. Мы знаем, что она воздействует на объекты гравитационно. Но мы просто не знаем, что это такое. Или где она прячется.
«Тёмная материя занимает место как в физике, так и в научной фантажке уже десятилетиями…»
Команда Университета Шеффилда считает, что у них есть идея. И не просто любая, а геометрическая.
Резонанс без догадок
Новая гипотеза предполагает, что тёмная материя может находиться в скрытом пятом измерении.
Конкретнее, теория помещает тёмную материю в одно пространство с частицей-переносчиком силы, называемой тёмным фотоном. Вот в чём хитрость: форма этого дополнительного измерения естественно согласовывает массы обеих частиц. Представьте, что вы извлекаете идеальную ноту на гитарной струне. Когда вы попадаете в нужную частоту, инструмент поёт.
Вот это и есть резонанс тёмной материи.
Это не совсем новая концепция, но у предыдущих моделей была проблема. Они просто принимали факт возникновения резонанса. Учёные подгоняли числа, пока они не совпадали, что выглядело скорее как искусство, чем как наука. Работает ли это на самом деле?
Доктор Ю-Дай Цай из Шеффилда утверждает, что на этот раз ответ заложен в самой геометрии. Никакой подгонки данных.
«Резонанс может вытекать непосредственно из геометрии скрытых измерений », — сказал Цай.
Почему мы не видим её сегодня
Вот почему эта теория действительно умна. Она объясняет парадокс.
Если тёмная материя активно взаимодействовала во Вселенной на ранних этапах, это помогло бы объяснить эволюцию космоса. Но сегодня мы практически ничего не видим. Она инертна. Призрачна.
Эта модель позволяет предполагать сильные взаимодействия в далёком прошлом, сохраняя при этом «тишину» тёмной материи сейчас. Геометрия этого дополнительного измерения диктует такое поведение. Она заменяет то, что физики обычно называют «точной настройкой» — эту уродливую часть уравнений, где числа просто расставляют так, чтобы они работали, — на естественный математический результат.
Без искусственных корректировок. Чистая математика.
Практические применения?
Поиск невидимых объектов требует серьёзных технологий. Речь идёт об ультрачувствительных детекторах, криогенных системах и квантовых измерительных комплексах, которые «шепчутся» в темноте.
Эти инструменты не просто пылятся на полках. Они находят применение и в других областях. Улучшение медицинской визуализации? Возможно. Более быстрые вычисления? Вероятно. Развитие глобальных коммуникаций? Скорее всего.
«Наше исследование даёт физикам чёткие новые цели…»
Статья, написанная совместно с Таегу Ли, опубликована в журнале Physical Review D. Это шаг к соединению двух грандиозных загадок: скрытых измерений и вещества, удерживающего нашу Вселенную вместе.
Или, возможно, это просто теория, которая имеет смысл, пока мы не докажем её ошибочность.
Поиски продолжаются.
