Но вся «скрытая масса» не может состоять из одних только пока не обнаруженных объектов из барионной материи (для которых сейчас часто используется термин «темные ба- рионы»). Очень строгие ограничения на общую величину барионной компоненты накладывают, например, данные по первичному нуклеосинтезу, а также данные по анизотропии реликтового излучения. Не стоит забывать и про аргумент о скорости образования структуры Вселенной, который мы приводили ранее.
Так что около четверти полной плотности Вселенной обязательно должны быть в виде какой-то другой, небарионной формы материи. Именно эта доля массы Вселенной и называется «темной материей». С обычным веществом она может взаимодействовать только гравитационным образом и еще, возможно, с помощью сил слабого взаимодействия, темп которых в глобаль
376
ном масштабе слишком мал на современной стадии эволюции Вселенной.
Что же это может быть за материя?
Один из кандидатов хорошо известен — это массивные нейтрино. Однако, как мы уже говорили, их доля (не более 2% полной плотности) слишком мала по сравнению с требуемой величиной.
Более того, нейтрино обычно выделяют в отдельный подвид темной материи — так называемую «горячую темную материю». Термин связан со скоростями частиц — в свою очередь зависящими от массы, которая у нейтрино, как известно, очень мала. Кстати, именно из-за того, что нейтрино являются «горячей» материей, и вытекают столь сильные ограничения на их долю — ибо «горячие» частицы должны оказывать достаточно специфическое влияние на наблюдательные данные, деталей которого мы касаться здесь не будем.
Значит, неизвестная нам темная материя должна быть, во- первых, небарионной, а, во-вторых — «холодной», т. е. достаточно массивной.
И исторически, пожалуй, первый кандидат тут — «вездесущие» черные дыры. Первичные черные дыры, возникавшие в самые начальные моменты эволюции Вселенной.
За последнее время были получены достаточно строгие ограничения на возможный диапазон их масс (понятно, например, что слишком «легкие» черные дыры давно уже должны были испариться к настоящему моменту времени), но полностью данная возможность пока не закрыта.
Тем не менее, большинство ученых склоняется к тому, что частицы темной материи являются все же частицами элементарными. Только — пока не открытыми. Общее название этого класса частиц — WIMP’bi (Weakly interacting massive particle — сла- бовзаимодействующие массивные частицы), а одни из наиболее «популярных» представителей — аксионы и нейтралино.
Они не обязательно должны быть совершенно равномерно распределены по Галактике — возможно, например, что они об
377
разуют своего рода гигантские «облака», в которые периодически может попадать Солнечная система (никаких катастрофических последствий, конечно, при этом происходить в принципе не может). Способны они также и «накапливаться» в центре Солнца и даже Земли — что открывает интересные перспективы для их возможного обнаружения.
А поиск этих частиц сейчас активно идет — например, в наземных детекторах CDMS в США, DRIFT в США и Великобритании, DAMA/LIBRA в Италии. А также в спутниковой миссии PAMELA — совместном проекте Италии, России, Германии и Швеции, запуск которой был осуществлен 15 июня 2006 года с космодрома Байконур.
Надежного результата пока не получено (самыми многообещающими при этом выглядят данные PAMELA), но ученые полны оптимизма. И их совсем не смущает, что такие частицы не укладываются в рамки Стандартной Модели элементарных частиц.
В конце концов, массивные нейтрино тоже заступили за эти границы — пусть и не очень далеко. А значит — приходит время менять модель.
И можно быть уверенными, что когда это станет действительно необходимо — сделано это будет безусловно.
Быть может, несколькими загадками при этом станет меньше. Но всего их в космологии накопилось столько (а мы поведали только о малой их доли), что можно и должно признать: вопросов пока много больше, чем ответов.
И это, на самом деле, замечательно.
ЧАСТЬ VII
ЛЮБИТЕЛЬСКАЯ
АСТРОНОМИЯ
Теперь, поговорив о тайнах Вселенной, мы напоследок рас- смотрим вопрос: может ли любой человек, не астроном, продолжить знакомство с небесными объектами уже не в теоретическом, а в практическом плане? Ответ: да, может. В мире насчитывают- ся сотни тысяч, если не миллионы астрономов-любителей, регулярно наблюдающих небо в небольшие, в том числе самодельные астрономические инструменты.