В поисках темной материи

Валерий Рубаков

профессор Института ядерных исследований РАН

Сюжет:

БЕЗ КОРОНАВИРУСА

01 июля 2020 19:26 Технологии

Специфика Гамбургской премии по теоретической физике в том, что она присуждается по совокупности заслуг, а не за конкретное научное достижение. В моем случае (В. А. Рубаков удостоен Гамбургской премии за 2020 год — прим. «ВМ») — это итог долгого кропотливого труда по разработке теории происхождения Вселенной.

На мои выводы опираются многие исследователи, изучающие вопрос возникновения планет и зарождения жизни на Земле. В этой сфере науки главной тайной по-прежнему остаются вопросы, связанные с темной материей (антиматерией) — веществом, которое не излучает световой энергии. Из него не получатся звезды или планеты, его невозможно увидеть, однако ученые выяснили, что темной материи во Вселенной 95 процентов. Однако в видимой ее части антивещества очень мало, его сложно найти.

Поиски темной материи сегодня активно ведут на Большом адронном коллайдере в Швейцарии. По сути, ученые пытаются обнаружить вещество, состоящее из антипротонов, антиэлектронов и позитронов — частиц, чей заряд и магнитный момент противоположны классическим частицам. Актуален и вопрос темной энергии, имеющей гравитационные свойства, — ее изучением я и занимаюсь.

Ученые выяснили, что темной материи во Вселенной 95 процентов / Фото: Скриншот видео

Она заставляет массивные тела не притягиваться по классическим законам физики, а отталкиваться. Возможно, именно благодаря темной энергии Вселенная расширяется с ускорением. В этой сфере востребованы исследования стадии инфляции — экстремально быстрого расширения, которое привело к горячему Большому взрыву. Это был не первый шаг в формировании нашего мира, но все неоднородности пространства — галактики, скопления звезд, планеты, да даже люди — произошли на этом этапе.

Вся видимая Вселенная — это лишь малая часть того, что существовало до стадии инфляции. Есть теория, что вещество зародилось из-за вакуумных квантовых флуктуаций — кратковременных колебаний уровня энергии в точках пространства-времени. Вакуум ведь не пуст, он живет своей жизнью, в нем есть частицы и их движение. Если окажется, что инфляционная теория верна, то можно будет утверждать, что в широком смысле наш первоначальный предок — это вовсе не обезьяна, а квантовые флуктуации.

Пока сложно сказать, когда и кто имеет шанс подтвердить инфляционную гипотезу. Для этого требуется более глубокое изучение неоднородностей Вселенной — галактик, звезд и планет. Чем, собственно, и занимается сейчас значительная часть физиков во всем мире.

Мнение колумнистов может не совпадать с точкой зрения редакции