14 мая 2009 года на орбиту была выведена единая европейская обсерватория «Гершель», которую начали сооружать еще в 1982 году. Стоимость обсерватории — 1,1 млрд. евро. Главный ее компонент — специальное зеркало диаметром в 3,5 метра, сделанное из карбида кремния. Зеркало должно работать при сверхнизких температурах, принимая излучение Вселенной от нижней части инфракрасного диапазона до субмиллиметровых волн. «Гершель» изучает Вселенную в видимом, ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах волн. Основная задача трудоемкого и дорогостоящего проекта — уточнение наличия или отсутствия этого самого dark (темной массы и темной энергии).
Привожу этот пример только затем, чтобы показать, что проблема dark интересует не оккультистов и научных фантастов, а научное сообщество. Причем настолько интересует, что оно тратит на уточнение всего, что касается этой проблемы, огромные усилия и средства. И добивается результатов.
Каких результатов? Окончательных? К сожалению, нет. Об окончательных результатах тут говорить рано. Есть несколько астрофизических гипотез. Говорю лишь о респектабельных гипотезах, дабы не сбиться в этих дебрях с хоть какой-то научной тропы.
Начну с гипотез, касающихся природы так называемой «темной массы».
Первая гипотеза связывает эту природу с так называемыми малыми черными дырами. Напомню, что черная дыра — это объект с такой огромной плотностью, которая создает особо искривленное гравитационное поле, не позволяющее нам проникать в окрестность этого объекта. То есть слишком искривляющее световой луч и в силу этого создающее особую закрытость исследуемого объекта от исследователя. Согласно рассматриваемой гипотезе, существуют не только большие, но и малые черные дыры. Их масса не превышает массу крупного астероида, но их плотность огромна. Они, как считают, сохранились с ранней эпохи возникновения Вселенной. Недавно появилась теория, утверждающая, что такого рода черные дыры вовсе не редкость. И что вполне вероятно нахождение одной или двух из них даже в нашей Солнечной системе, в пределах орбиты планеты Плутон.
Вторая гипотеза, касающаяся природы темной массы, связывает эту природу с так называемыми стерильными нейтрино, не вступающими ни в какие иные взаимодействия, кроме гравитационных. К иным взаимодействиям, в которые стерильные нейтрино не вступают, относятся электромагнитное взаимодействие, взаимодействие сильное и взаимодействие слабое. Стерильные нейтрино, согласно теории, могут обладать собственной массой-энергией в сто тысяч раз большей, чем масса-энергия обычных нейтрино (электронных нейтрино, мюонных нейтрино и тау-нейтрино). Но эти стерильные нейтрино способны превращаться в нейтрино обычные. В свою очередь, обычные нейтрино могут превращаться в нейтрино стерильные. В этих превращениях участвуют особые частицы — так называемые бозоны Хиггса.
Что такое бозоны Хиггса? Это частицы, являющиеся переносчиками особого поля, которое в квантовой физике высоких энергий как бы отвечает за появление массы у всех элементарных частиц. Сейчас бозонами Хиггса начинают заниматься с особой тщательностью. Новый ускоритель (Большой андронный коллайдер), недавно достроенный в Европейском центре ядерных исследований в Швейцарии, должен заняться именно обнаружением бозонов Хиггса.
Гипотеза стерильных нейтрино объясняет наличие темной массы тем, что есть частицы, имеющие большую энергию-массу, но практически не вступающие в большинство физических взаимодействий.
Гипотеза малых черных дыр связывает существование необнаруживаемых масс не с такими частицами, а с телами.
Еще одна гипотеза менее респектабельна, но существенна для нашего исследования. А также хоть и менее респектабельна, но не вполне маргинальна. Речь идет о наличии так называемых скрытых измерений. То есть о том, что Вселенная на самом деле имеет не четыре эйнштейновских измерения, а семь, одиннадцать или даже двадцать семь. Однако эти дополнительные скрытые измерения, обсуждаемые в ряде так называемых «суперструнных» теорий, проявляются лишь на сверхмалых расстояниях (порядка 10–33–10-37 м). На этих же расстояниях, иногда именуемых «планковскими», именно эти скрытые измерения определяют гравитационное взаимодействие. И через это свое вмешательство обеспечивают эффект дополнительной массы.
От краткого обзора того, что касается темной массы, перейдем к тому, что касается темной энергии.