Почему ученые не могут обнаружить темную материю?

Споры о том, что же такое темная материя, не утихают до сих пор. И хотя в ее существовании нет практически никаких сомнений, а согласно некоторым расчетам количество темной материи составляет более 80% Вселенной, обнаружить ее крайне непросто. Но почему, раз темной материи так много, найти ее столь трудно? Кажется, астрофизики из Стэндфордского университета узнали ответ на этот вопрос.

Что такое темная материя?

Для начла было бы неплохо разобраться в том, что представляет собой темная материя. Если попытаться объяснить простым языком, то даже физики до сих пор не знают, как она выглядит. Но дело в том, что не обязательно знать, как что-то выглядит, чтобы доказать, что это есть. Примерно из таких предпосылок и исходил Стивен Хокинг, изучая черные дыры. И он добился в этом немалого успеха.

Тем не менее, кое-какое понимание о темной материи все-таки имеется. Это загадочное вещество почти не взаимодействует с обычными частицами. При этом не «вступает в контакт» она и с фотонами (не испускает и не поглощае свет), а значит и увидеть ее мы не можем, так как для того, чтобы объект стал видимым, он должен хоть как-то реагировать на присутствие фотонов. Однако есть одна сила, которая взаимодействует с темной материей. И имя ей «гравитация». Исходя из этого, главными кандидатами на роль темной материи могут оказаться вимпы — частицы, которые не могут участвовать ни в каком виде взаимодействия, кроме гравитационного. Их существование доказано в массе научных работ, но получить вимпы экспериментально (в том числе и на Большом адронном коллайдере) пока так и не получилось.

Почему так сложно обнаружить темную материю?

Чтобы ответить на этот вопрос, эксперты из Стэндфордского университета и Национальной лаборатории SLAC провели моделирование части Вселенной, заполненной темной материей. При этом темной материи приписывали самые разные свойства. Далее получившиеся результаты наложили на известные структуры спутниковых галактик Млечного Пути. Именно в этих структурах, по мнению ученых, и должна находиться темная материя.

В итоге выяснилось, что совпадение воссозданной модели и реальных структур было максимальным тогда, когда темная материя обладает наиболее низкой массой, а также (согласно теоретическим моделям) движется и проявляет гравитационное взаимодействие с веществом гораздо слабее, чем считалось ранее.

Иными словами, частицы темной материи (как бы они не выглядели) имеют совсем иные характеристики, чем считалось ранее. Например, сила гравитационного взаимодействия в экспериментальных моделях была примерно в 1000 раз слабее, чем принято думать сейчас. Это может объяснить, почему ни один из многочисленных экспериментов, направленных на обнаружение темной материи, пока не увенчался успехом.