Наличие в мире изначально существующего дуализма между неструктурной частью континиума (Хаосом) и структурной его частью, образованной в результате акта творения (Космосом), конечности Вселенной во времени и пространстве, достаточно четко и ясно проведенное как в космогонических мифах разных народов - "Энума Элиш", "Маган","Пополь-Вух", так и непосредственно в Библии, находит все более широкое подтверждение в нарастающем количестве чисто научных исследований по так называемой "темной материи".
ТЕМНАЯ МАТЕРИЯ - невидимое невооруженным глазом вещество, заполняющеекосмос. Ученые постоянно стремятся уточнить возможную суммарную массу"темной материи", ведь от ее реальной величины во многом зависит настоящее и будущее Вселенной, пути ее развития, жизни и смерти. Точное знаниемассы "ТМ" могло бы подсказать ответ - живем ли мы внутри "черной дыры"(замкнутого гравитационным коллапсом пространства), или наша Вселеннаяничем не ограничена... В настоящее время специалисты не в состоянии указать точные параметры "ТМ", так как они регулярно дополняются, причемвесьма существенно. Так, недавно, при исследовании Большого МагеллановаОблака с помощью рентгеновского телескопа "Росат" были обнаружены невероятные газовые облака, равные по массе всем видимым галактическим скоплениям. (ИЦ). Согласно имеющимся ныне подсчётам, на долю звёзд выпадает менее 1 % массы Вселенной, ещё около 5 % составляет остальная видимая материя, в том числе газовые облака и космическая пыль. Оставшиеся более чем 90 % - колоссальная по количеству масса – по мнению учёных, заключена в некой субстанции, которую окрестили тёмной материей. Такое название было присвоено в связи с тем, что последняя не может быть обнаружена визуально и пока что даже зарегистрирована каким-либо иным способом – всё, что нам о ней известно, это предположения, построенные на анализе поведения "обычных" тел Вселенной и аномалиях, не поддающихся объяснению в рамках принятых теорий. Таким образом, "мириады звезд" со всеми своими планетами, астероидами, газовыми, пылевыми и иными туманностями и многое другое – иначе говоря, вся Вселенная в том виде, в котором мы привыкли её себе представлять – это лишь тончайшая плёнка, несчастные островки материи в колоссальном океане невидимой массы. Короче говоря, ситуация напоминает времена, когда люди начали осознавать, что Земля – не плоская и на слонах, а круглая и вращается вокруг Солнца.
Нейл Спунер (Neil Spooner), профессор физики Шеффилдского университета, характеризуя исследования темной материи, сравнивает это с игрой в бильярд, с той лишь разницей, что шар, с помощью которого все остальные забиваются в лузы, полностью невидим. Подобно такому невидимому шару, играющему ключевую роль на бильярдном столе, центральное место в теории о темной материи отведено некой гипотетической субатомарной частице, получившей название "neitranolino" или Wimp – так называемой массивной слабовзаимодействующей частице (weakly interacting massive particle), вероятно, образовавшейся во время Большого Взрыва. Сравнив карты тепловых излучений, исходящих от исчезающих следов Большого взрыва, с картами современной вселенной, астрономы утверждают, что обнаружили признаки наличия "темной энергии", раздирающей Вселенную.
По их словам, новая работа дает независимое подтверждение одному из самых странных выводов, сделанных астрономами в последние годы - на основе изучения удаленных взрывающихся звезд они выдвинули гипотезу о том, что скорость расширения Вселенной увеличивается. По мнению астрофизиков, самое простое объяснение этого явления состоит в том, что в пространстве присутствует сила отталкивания, или антигравитация. Эта гипотеза была впервые выдвинута в 1917 году Эйнштейном и получила название космологической константы. Но так называемую темную энергию никто не понимает, хотя в физической литературе в последние несколько лет предположений по этому поводу высказывалось предостаточно.
Используя карты, состоящая из 33 астрофизиков международная группа во главе с д-ром Райаном Скрэнтоном из Университета Питтсбурга обнаружила то, что ее члены назвали "тенью темной энергии" - небольшое увеличение энергии радиации Большого взрыва при прохождении через огромные галактические облака. По мнению астрономов, эти результаты являются важным подтверждением существования темной энергии и знаменуют собой возникновение единого мнения по поводу того, что во Вселенной доминирует загадочная темная материя и еще более загадочная темная энергия, которая в геометрическом смысле является "плоской". Это означает, что параллельные прямые, проведенные в космосе, не пересекутся. Астроном из Балтиморской обсерватории д-р Адам Рисс заявил, что темная энергия становится "космологическим детективом нашего времени". "Если нам удастся собрать еще несколько улик, - добавил д-р Рисс, - мы, наверное, сумеем понять, что же это такое". Результаты были получены при сочетании информации, взятой из Sloan Digital Sky Survey, где картографированы удаленность и местоположение более миллиона галактик, с данными, полученными с помощью зонда НАСА. Спутник-зонд фиксирует интенсивность радиации слабых космических микроволн, пронизывающих небо и, как считается, возникающих из-за тепловых излучений, которые исходят от исчезающих следов Большого взрыва, произошедшего, когда Вселенной было всего 380 тысяч лет. Космическая радиация перемежается горячими и холодными участками. Некоторые возникают в результате соединения фрагментов первичного космического вещества и являются зародышами галактик и других сгустков материи. Но теоретики отмечают, что другие горячие участки могут возникать при прохождении микроволн через современную Вселенную. Когда микроволна проходит через большое галактическое облако, ее энергия сначала увеличивается, подобно тому, как увеличивается скорость мраморного шарика, катящегося с горки. Затем, когда микроволна выходит из облака, гравитация отбирает часть энергии. В геометрически "плоской" Вселенной, где нет темной энергии, такие эффекты исключены. Изменений в энергии микроволны не произойдет. Но в ускоряющейся Вселенной такие эффекты не всегда исключаются. В самых крупных агломерациях материи - так называемых супекластерах - микроволны получают энергию и, вследствие этого, нагреваются.
В таких системах, размер которых достигает десятков миллионов световых лет, сила темной энергии, пытающейся разорвать облако, берет верх над гравитацией, стремящейся удержать галактики вместе. В результате облако становится менее плотным, когда через него проходят микроволны, объясняет д-р Эндрю Джей Конноли, член группы, представляющий Университет Питтсбурга. Чтобы выбраться, им нужно меньше энергии, чем для входа. Поэтому температура микроволн повысится на доли градуса. Этот эффект называется эффектом Сакса-Вольфа по именам Артура Вольфа и Райнера Сакса, впервые исследовавшим воздействие сгустков во Вселенной на космические волны в 1967 году. В последние месяцы несколько групп ученых сообщили о корреляциях между космическими горячими участками и каталогами источников радио- и рентгеновских излучений, а также галактическими картами.
Академик Виталий Гинзбург еще в декабре 2000 года заявлял: "Самая интересная проблема для космологии в наши дни - это подтверждение и объяснение того факта, что скорость расширения Вселенной все время возрастает".
По словам Гинзбурга, которого считают патриархом отечественной теоретической физики, речь идет "о так называемой квинтэссенции" - особой силе, которая заставляет планеты и звезды во Вселенной отталкиваться от друг друга, расширяя таким образом пространство. "Люди пока еще очень мало знают об этом, но фактически мы говорим о той загадочной силе, которая, несмотря на все законы притяжения, действует противоположно, отталкивая тела друг от друга, - сказал Виталий Гинзбург, - причем, как выясняется сейчас, это отталкивание с каждым годом происходит все быстрее, то есть Вселенная расширяется с ускорением".
Астрономы Слоановского цифрового обзора неба объявили о получении еще одного независимого свидетельства существования таинственной темной энергии. Исследователи нашли своеобразный отпечаток темной энергии (или, как они называют это явление, "тень" темной энергии) путем изучения корреляций между изображениями миллионов галактик, полученных в ходе реализации программы SDSS, и картой распределения вариаций температуры реликтового излучения, "нарисованной" зондом WMAP.
Вот уже не один год лидирующие позиции на "передовой" научных изысканий занимают британцы. В конце прошлого месяца ними была запущена Boulby Underground Laboratory - сверхновая экспериментальная лаборатория стоимостью более 3 млн. фунтов стерлингов, оборудованная в рабочей солевой шахте побережья Северного Йоркшира на глубине более 1100 м под поверхностью.
В изучении Wimp британцам "наступают на пятки" исследовательские группы из США, Франции и Италии. Ожидается, что открытие Wimp, если такая частица действительно существует, будет одним из важнейших за всю историю человеческой цивилизации и позволит, наконец, приподнять завесу над загадкой строения Универсума. А это значит, что группа, которая первой достигнет успеха, практически положит в карман Нобелевскую премию. Как позволил выразиться уже упомянутый г-н Спунер, являющийся одним из руководителей британского проекта, "если в своих изысканиях нам суждено обрести успех, значит мы претендуем на место в книгах по истории… По мнению некоторых учёных, на сегодняшний момент в науке можно выделить две наиболее важные темы – во-первых, каким образом возникла жизнь, а во-вторых, задача, которую мы намерены решить, это из чего построена Вселенная".
Физика частиц утверждает, что наше тело каждую секунду пронзают миллиарды субатомарных корпускул. Однако, в силу того, что их столкновения с атомными ядрами происходят крайне редко (примерно 1 столкновение в сутки на 10 кг вещества-детектора), зафиксировать какой-либо очевидный эффект их присутствия является весьма непростой задачей. Для того, чтобы это сделать, важно исключить воздействие любого фонового "шума", как то космической радиации или излучения со стороны радиоактивных пород. Именно поэтому лаборатория Boulby оборудована в глубокой соляной шахте, отделённой от поверхности толстым слоем породы. Чтобы исключить воздействие остаточных количеств радиоактивных материалов, содержащихся в стенах помещений и даже телах персонала, регистрирующая аппаратура будет помещена в свинцовые или медные саркофаги и объёмный в резервуар с чистой водой (200 тон).
В принципе, взаимодействие Wimp с атомом мало отличается от столкновения биллиардных шаров: Wimp меняет направление своего движения, а атом переходит в возбуждённое состояние. Последнее может быть зафиксировано одним из способов:
1) с помощью полупроводников (например, кремниевых или германиевых), а также некоторых жидкостей и газов – электрический заряд ионизированного атома может быть собран и определён количественно;
2) с помощью некоторых жидкостей и кристаллов (так называемых сцинтилляторов). В данном случае фиксируются вспышки света, испускаемого атомом во время перехода последнего с более высокого энергетического уровня на более низкий;
3) в кристаллах, которые трансформируют энергию "энергетизированного" атома в вибрации (т.н. "фононы"). Последние, однако, могут быть зафиксированы лишь при очень низких температурах (практически абсолютного нуля).
В случае лаборатории Boulby используется второй принцип. До сих пор, как правило, в качестве сцинтилляторов использовались кристаллы иодида натрия, однако теперь их заменяют жидким ксеноном, что позволяет добиться более высокой чувствительности путём объединения принципов сцинтилляции и аккумуляции заряда (способ 1).
Надежды эксперимента возлагаются на два продвинутых детектора частиц - Zeplin 1 и Drift. До конца текущего года также ожидается установка новых, более совершенных устройств. Один из детекторов – Drift – способен определять направления движения частицы, благодаря чему исследователи надеются локализировать скопления тёмной материи, что, возможно, позволит проверить правильность предположений относительно природы движения Молочного Пути.
Учёные надеются, что в случае истинности теоретических предположений относительно природы Wimp, искомая корпускула может быть обнаружена уже через 3-5 лет.
Напоследок следует отметить, что тёмная материя – не единственное загадочное явление, заставляющее ломать голову учёным. Так, в частности, из "этой же оперы" (опять) тёмная, но теперь уже энергия, с помощью которой пытаются объяснить феномен ускорения расширения Вселенной, странное поведение солнечных нейтрино, вспышки гамма-излучения и классическая корпускула Юиггса, пока абсолютно гипотетическая, из которой пытаются вывести объяснение самого феномена массы вещества.
Британские астрономы пришли к выводу, что Вселенная неуклонно темнеет. В настоящее время звездообразование протекает примерно в 30 раз медленнее, чем в период "пика рождаемости" светил - около шести миллиардов лет тому назад, когда появилось и наше Солнце. В настоящее время, увы, гораздо больше звезд гаснет.
Дело в том, что, угасая, светила не могут вновь превратиться в газопылевые облака, из которых обычно возникают новые звезды. Они либо становятся карликами разных видов, либо объектами, которые астрофизики традиционно относят к "темной материи" - черными дырами, нейтронными звездами и т.д. По словам Мартина Барстоу из Лестерского университета в Великобритании, всякий раз, когда возникает звезда, составляющее ее вещество уже нельзя использовать для формирования других видимых космических объектов.
Ученые установили, что наша Вселенная конечна, весьма компактна, а по форме напоминает футбольный мяч, то есть сферу, состоящую из пятиугольников. Научное название такой формы - додекаэдр Пуанкаре.
Анализ астрономических данных, полученных в Парижской обсерватории, проводили Джеффри Уикс и Макартур Феллоу из Нью-Йорка при содействии своих французских коллег.
Ученые проанализировали предоставленные NASA данные Микроволнового анизотропного зондирования Уилкинсона, которое отслеживает остаточный радиационный фон во Вселенной, ставший следствием Большого взрыва. Радиация - все, что осталось от взрывов в только что возникшей вселенной, которой было около 380 тыс. лет.
Такие взрывы приводили к образованию звезд, а волны радиации в NASA отслеживают с помощью WMAP. В бесконечной вселенной "волны" радиации были бы всевозможной "амплитуды и размеров". Однако в нашей есть довольно строгий и ограниченный набор.
Математик Джеффри Уикс проанилизировал модель вселенной, составленной из пятиугольников, и обнаружил, что радиационные возмущения в модели вполне соответствуют реальным, причем без всякой специальной подгонки.
По мнению исследователей, это излучение невозможно совместить с представлением о бесконечной вселенной. "С античных времен люди размышляли о том, конечна или бесконечна наша вселенная. Сейчас, после более чем двух тысяч лет предположений, конкретные научные данные могут положить конец предположениям", - говорит Уикс.