Астрономам удалось визуализировать темную материю

ФОТО: NASA/ESA/MASSEY

Темная материя – пожалуй, самая большая загадка Вселенной, не считая бесконечности и Big Bang'а. Хотя, если учесть, что бесконечность не доступна человеческому разуму, равно как и изначальное Ничто, то темную материю вполне можно рассматривать как предел познания.

Итак, вы, вероятно, знаете, что это за материал – в курсе общей физики ему уделяют несколько скучных минут. На всякий случай напомним. Темная материя составляет пять шестых массы видимой Вселенной (помните, мысль о бесконечности мы временно выключили), она поддерживает форму галактик и звездных скоплений, но при этом не поддается визуализации. Увидеть ее в телескоп невозможно. И тем не менее, она существует. Более того, без темной материи не способна к упорядочению обычная, скажем так, материальная материя. Эта невидимая субстанция представляет собою плотный студень, в котором закрепляются небесные тела. Где присутствует обычная материя – обязательно должна быть темная составляющая.

В качестве земного аналога этой системы можно взять человеческую речь. Язык – сложная фонетическая структура, особо организующаяся в различных частях света – подразумевает наличие носителей (народа, общества, клуба, хотя бы двух собеседников), точно так же, как звуковая волна подразумевает наличие среды распространения. Однако вернемся к темной материи.

Для того, чтобы увидеть ее – или, точнее, облечь в зримую форму – необходимо собрать материал о множестве галактик. Самых далеких, какие только сможет разглядеть орбитальный телескоп Hubble. Сказано – сделано. На последнем заседании Американского астрономического общества исследователи презентовали фундаментальную работу по "темной" проблематике. Они оккупировали Hubble в общей сложности на 1 тыс. часов. Получили горы выкладок. На основе этих данных построили трехмерную модель темновещественной Вселенной.

Привычные картинки из космоса, говорят они, сродни аэрофотографиям ночных городов: видны только живые огоньки, а все небоскребы, улицы и проулки скрыты тьмой. А вот нам удалось получить полноценный снимок, на котором можно различить не только звезды и галактики, но и то, в чем они отформованы – глыбы темной материи.

Но – как? Как можно зафиксировать на пленке то, что не поглощает свет? У любого технаря готов инстинктивный ответ: косвенным путем. Итак, смотрите. Галактики покоятся (не придираться, это метафора) в толще темной материи. Следовательно, электромагнитная волна на пути к наблюдателю претерпевает существенное искажение. И чем больше на пути света встречается невидимых препятствий, тем менее правдоподобным (если "правда" – не слишком вялый термин для космических масштабов) получается итоговое изображение на сетчатке человеческого глаза. Картинка ближайшей к нам галактики искажается минимально, а вот для удаленных звездных систем степень искажения будет возрастать в геометрической прогрессии.

Для наглядности рассмотрим такой пример. На расстоянии нескольких миллионов световых лет от Земли располагается условный источник в пузыре темного вещества. Ближе объектов нет. Наводя телескоп на этот объект, мы получаем максимально материальное изображение. Предположим, что где-то на краю Вселенной существует точно такой же источник в таком же пузыре. И он также излучает свет. Вокруг – пустота. Волна от источника №1, перед тем как попасть на наши линзы, проходит слой темного вещества лишь единожды, а волна от источника №2 – дважды, поскольку на ее пути находится источник №1 в своем пузыре. Двойное искажение. Мы смотрим на звезды как на вколотые в космос светящиеся точечки, отфильтровывая всю побочную информацию о пути света, диапазонах рассеяния и так далее. А вот если ее собрать, проанализировать и превратить в модель, то и получится как раз "прикидочная" карта Темной Вселенной (смотри на картинке к статье).