Темная Материя во Вселенной Из анализа многих экспериментальных данных следует: Вселенная скрывает от наших глаз почти всю свою массу, оставляя видимой для приборов наблюдателей лишь около одной сотой доли вещества, участвующего в ее движении. Из чего состоит невидимая или, как ее стали называть, Темная Материя* нашей Вселенной? Каковы ее происхождение и космологическая роль в зарождении и формировании галактик и галактических скоплений? Можно ли ее детектировать и изучать с помощью современных приборов? Попытаемся осветить некоторые из перечисленных вопросов, хотя большинство ответов еще предстоит найти. Для этого обратимся к началу начал. * Из-за англоязычного происхождения некоторые термины даются в написании с прописными буквами. - Примеч. ред. Рождение и эволюция Вселенной Принятая на сегодня Стандартная Космологическая Модель строения и эволюции Вселенной основана на общей теории относительности А.Эйнштейна. В этой модели постулируется, что наша Вселенная родилась во время изначального, так называемого Большого Взрыва. Около 13 млрд лет тому назад Вселенная представляла собой сгусток энергии, сконцентрированный в одной исходной точке, теоретический размер которой равен нулю. Другие физические величины, такие как температура, давление, плотность энергии и т.д., в этой точке должны быть бесконечно большими. Такая ситуация называется сингулярностью, и, чтобы хоть немного отступить от нулевого "момента неопределенности", модельное описание взрывоподобного рождения Вселенной начинают с некоторого минимального момента времени после взрыва. Его называют временем Планка - именно М. Планк предложил для него "конструкцию" из скорости света с, постоянной Планка ђ и гравитационной постоянной GN: В момент времени Планка tPl размеры только что рожденной Вселенной не превышают нескольких микрон. Ее температура Т = 1032 K пока настолько высока, что весь мир еще абсолютно симметричен (существует так называемая Суперсимметрия - SUSY [1]), все известные основные взаимодействия (гравитационное, сильное, слабое и электромагнитное) еще слиты в единую силу, и ни одна из частиц еще не имеет массы. Вселенная представляет собой идеальный газ безмассовых (т.е. виртуальных, еще не материализовавшихся) частиц со средней энергией Е~kT~1028 эВ в состоянии термодинамического равновесия. Чуть позже планковского времени произошло первое нарушение всеобщей симметрии, и первоначальная сила разделилась на гравитацию (за нее отвечает частица гравитино) и остальные три взаимодействия, которые пока связаны вместе (действует симметрия Великого объединения - Grand Unified Theory, GUT). Когда с момента Большого Взрыва прошло примерно 10-36 с и тепловая энергия снизилась до значения 1024 эВ при размерах Вселенной порядка 10 см, GUT-симметрия нарушилась и первые из частиц - X- и Y-бозоны* - приобрели массы. Но практически сразу они распадались на кварки (будущий "материал" для протонов и нейтронов) и лептоны (частицы, участвующие в слабом взаимодействии, - нейтрино, электроны, мюоны, тау, и их античастицы) и таким образом первыми "выпали" из термодинамического равновесия. Итак, на этом этапе сильные (ядерные) взаимодействия заработали отдельно от еще неразделенных электрослабых (электромагнитных и слабых) взаимодействий. * Бозоны - это частицы, являющиеся переносчиками того или иного взаимодействия; все другие частицы, которые собственно и составляют материальный мир, или предмет взаимодействия, относятся к классу фермионов. ............