Ученые впервые получили прямые доказательства существования темной материи

Десятилетиями она была самой большой загадкой современной науки. Невидимая, неосязаемая, проявляющая себя лишь через гравитацию, тёмная материя составляла основу нашей Вселенной, оставаясь призраком, в существование которого приходилось верить. Учёные отслеживали её по косвенным уликам: по тому, как странно быстро вращаются галактики, как искривляется свет в космических глубинах. Но теперь, возможно, призрак наконец‑то проявил себя. Группа исследователей из Токийского университета заявила, что человечество впервые получило прямые доказательства существования тёмной материи, обнаружив её уникальную «подпись» в сердце нашего Млечного Пути.

Это открытие, если оно подтвердится, станет моментом, который разделит всю историю космологии на «до» и «после». Руководитель исследования, астрофизик Томонори Тотани, и его команда, возможно, совершили то, что не удавалось десяткам международных коллабораций с многомиллиардными бюджетами: они не просто вычислили невидимое, но и, по сути, «увидели» его.

На протяжении всего этого времени доказательства были подобны теням на стене. Учёные видели, как галактики вращаются с такой скоростью, что должны были бы разлететься на части, если бы не некая невидимая масса, скрепляющая их своим тяготением. Они наблюдали, как скопления галактик своим гравитационным полем искажают свет далёких объектов, словно гигантские линзы. Всё это указывало на присутствие огромного количества материи, которая не испускает, не поглощает и не отражает свет. На долю этой загадочной субстанции, по расчётам, приходится около 85 % всей материи во Вселенной. То, из чего состоим мы, наши планеты и звёзды, — это лишь лёгкая пенка на поверхности незримого океана.

Новое исследование совершило качественный скачок. Вместо того чтобы изучать гравитационные следы, команда Тотани сосредоточилась на данных гамма‑телескопа «Ферми». Они проанализировали излучение, исходящее из области вблизи центра нашей Галактики, и обнаружили там не случайный шум, а чёткий, галоподобный узор гамма‑лучей. И именно этот узор в точности соответствует тому, что предсказывают теоретические модели для процесса аннигиляции частиц тёмной материи.

Согласно одной из ведущих гипотез, тёмная материя состоит из гипотетических частиц, которые являются своими собственными античастицами. Когда две такие частицы сталкиваются, они уничтожают друг друга, вспыхивая энергией, которая и порождает то самое гамма‑излучение. Центр Галактики считается идеальным местом для поиска таких сигналов, так как плотность тёмной материи там должна быть максимально высокой. То, что обнаружили японские учёные, — это потенциально и есть «голос» этой аннигиляции, первое прямое свидетельство гибели частиц тёмной материи.

Значение этого открытия трудно переоценить. Если наблюдения команды Тотани получат независимое подтверждение, это не просто докажет, что тёмная материя существует. Это кардинально изменит наше понимание её фундаментальной природы. Вместо абстрактной «гравитирующей массы» у учёных появится конкретный объект для изучения — частица с определёнными свойствами, которая взаимодействует сама с собой. Это позволит, наконец, определить, из чего она состоит, и интегрировать её в Стандартную модель физики элементарных частиц, которая сегодня описывает всё видимое вещество, но бессильна перед лицом тёмной материи.

Это открытие затронет и самые глобальные вопросы космологии. Понимание природы тёмной материи — ключ к разгадке истории формирования галактик, скоплений и самой крупномасштабной структуры Вселенной. Оно может пролить свет на будущее космоса, на то, будет ли он вечно расширяться или же его ждёт иной финал. Более того, оно приближает нас к ответу на один из самых глубоких вопросов: почему наша Вселенная устроена именно так, а не иначе?

Конечно, научное сообщество встречает это заявление с осторожным оптимизмом. История знает примеры, когда многообещающие сигналы оказывались порождены более прозаическими астрофизическими процессами, например, активностью пульсаров или остатками сверхновых. Необходима тщательная независимая проверка данных и анализ альтернативных объяснений. Однако сам факт, что этот сигнал соответствует конкретному теоретическому предсказанию, придаёт ему особый вес.

Работа уже опубликована в авторитетном рецензируемом журнале, что означает её прохождение через первый фильтр научной критики. Теперь за дело должны взяться другие группы исследователей по всему миру, чтобы либо подтвердить, либо опровергнуть эти смелые выводы. Если тёмная материя действительно впервые явила нам свой лик, то мы стоим на пороге новой эры в познании Вселенной — эры, когда самая большая её тайна наконец начинает раскрываться.