Современная наука сталкивается с рядом неразрешимых загадок, среди которых особое место занимают тёмная материя и тёмная энергия. Их невозможно увидеть, пощупать или измерить напрямую. По самым свежим подсчётам, лишь 5% массы Вселенной составляют объекты, доступные нашим наблюдениям (от элементарных частиц до звёзд и галактик). Остальные 95% – это тёмная материя и энергия, не взаимодействующие с обычным веществом.
Ускоренное расширение Вселенной
В конце 90-х астрофизики обнаружили удивительную антигравитацию: звёзды и галактики разлетаются друг от друга не просто по инерции после Большого взрыва, а всё быстрее. Это явление противоречило прежним представлениям об устройстве Вселенной. Надёжность данных позволила научному сообществу признать открытие и присудить исследователям Нобелевские премии. Так в современной космологии появилась тёмная энергия – сила непонятной природы, равномерно распределённая по Вселенной, в отличие от материи.
Энергия вакуума
Главный кандидат на роль тёмной энергии – энергия вакуума. Вакуум – это не абсолютная пустота, а сложная среда, в которой постоянно рождаются и исчезают виртуальные частицы. Энергия вакуума, как и любая другая энергия, обладает гравитацией и теоретически может быть как положительной, так и отрицательной. Положительная энергия вакуума обладала бы свойствами тёмной энергии: однородностью в пространстве и постоянством во времени. Однако, необходимая для согласования теории с наблюдениями плотность энергии вакуума оказывается слишком малой. Поэтому учёные ищут другие кандидаты, например, сверхслабое поле, пронизывающее Вселенную, кванты которого – неизвестные нам частицы с крайне малой энергией.
Обнаружение частицы в итальянской лаборатории
Для обнаружения этих частиц в итальянских Апеннинах, в полутора километрах под землёй, был построен детектор – огромный резервуар с 3,5 тоннами жидкого ксенона, облепленный сверхчувствительными фотосенсорами, улавливающими вспышки даже от одного фотона. Эти вспышки возникают при столкновении пролетающих частиц с частицами ксенона. Большинство столкновений – это «шум», но некоторые события выбиваются из общей картины.
В прошлом году было зарегистрировано подобное событие. После тщательных проверок, учёные предположили, что это могла быть частица тёмной энергии. Однако для подтверждения открытия потребуются дополнительные проверки и новые данные.
Значение открытия
Подтверждение того, что это действительно частица тёмной энергии, станет одним из самых значительных событий в науке. Это позволит нам начать понимать устройство 95% Вселенной, ранее недоступной для изучения.