Но ни один из них пока не сработал. Если у кого-то получится приблизиться к разгадке – Нобелевская премия обеспечена! Сами физики называют создание детекторов темной материи лотереей по экспериментальной физике. Вероятность победы невелика, но победитель получит все. И окупит все годы своих трудов.
Большой адронный коллайдер для поиска этих частиц годится слабо, хотя и может косвенным образом отловить их – за счет регистрации продуктов распада.
И, видимо, этот косвенный метод будет ключевым в поиске частиц темной материи: когда мы зафиксируем взаимодействие этих неведомых частиц с другими и увидим их косвенные проявления, например в виде фотонов.
3. Что-то не так с гравитацией. Точнее, с гравитацией как силой природы все прекрасно. Что-то не так с нашей теорией гравитации.
«Зачем плодить новые странные сущности и частицы? Давайте пересмотрим теорию гравитации», – говорят адепты этой гипотезы.
Альтернативные теории гравитации – например, модифицированная ньютоновская динамика (MOND) – способны объяснить отдельные явления. Но пока не удалось создать теорию гравитации, которая объяснит все явления в совокупности и непротиворечиво.
4. Темной материи не существует. Это как раньше с эфиром. Все думали, что он есть (иначе как световые волны могут путешествовать по пустому пространству?). Но оказалось, что свет – не только частицы, но и волна, и эфир для перемещения ему не нужен. Так и тут. Возможно, у уже известных законов физики есть обратная сторона, которую мы не знаем. Но, скорее всего, он завязан на предыдущих сценариях.
Что даст человечеству открытие темной материи?
На сегодня мы знаем 118 элементов таблицы Менделеева. И это лишь 20 % вещества. Представляете, какие тайны могут быть сокрыты в остальных 80 %?
Новые материалы и технологии
Когда в 1960 году Теодор Мейман представил свой первый лазер, он до конца не представлял, как и зачем его можно использовать. А теперь он активно применяется в медицине, химии и навигации. Если темная материя никак себя не проявляет, кроме гравитационного взаимодействия, значит, на нее не накладываются электромагнитные ограничения. Представляете, какие возможности это открывает в материаловедении?
Одинаковые заряды отталкиваются, и сложить сверхплотное вещество в земных условиях невозможно. Только объекты типа нейтронных звезд и черных дыр своей мощной гравитацией вдавливают электроны в протоны и делают сверхплотное вещество.
Нам же темная материя потенциально открывает дорогу к сверхпрочным материалам. Представьте, например, дом из стен толщиной с бумагу, но эти стены держат тепло и ветер лучше кирпича. Да это еще и ультрадешевый материал, ведь чего-чего, а темной материи в космосе 80 %. То есть бери – не хочу!
Энергия. Откровенно говоря, энергию мы пока добываем не очень эффективно. Слишком много уходит в тепло, КПД довольно низкий. Даже растения эффективнее используют солнечную энергию для роста и жизни, чем мы со своей инженерией и законами физики. Но все-таки электрическая энергия и энергия атома – это большой шаг вперед по сравнению с углем и паровыми двигателями.
Понимание темной материи может теоретически дать нам доступ к энергии, которая будет намного эффективнее электричества.
Потенциально, используя гравитацию, мы сможем получить доступ к дешевому и неисчерпаемому источнику энергии. Ведь темная материя – идеальный гравитационный материал! Узнав природу темной материи и научившись ею манипулировать, мы получим шанс преодолеть ограничения в ресурсах.
А что же будет, если мы поймем, что темной материи нет и мы просто неправильно понимали гравитацию? В любом случае такое открытие развяжет нам руки и даст лучшее понимание гравитации. А значит, и управление силами притяжения. Как открытие электромагнитного поля в свое время уничтожило понятие «эфир»: что ж, мы выяснили, что эфира нет, но сколько новых возможностей по манипулированию энергией мы получили! И здесь нас должна ждать похожая история.
Освоение космоса. Будущее человечества неизбежно связано с космической экспансией.
На Земле не так безопасно, как кажется. Человечество развилось в период относительного спокойствия. Однако за всю биологическую историю планеты было 5 случаев крупного массового вымирания видов и еще 20 – менее масштабных. И только освоение других планет (говоря экономическим термином, диверсификация жизни) позволит увеличить шансы на выживание.
А как осваивать космос, путешествовать в межзвездном пространстве, если мы не знаем, из чего состоит 80 % его вещества?
Путешествия со скоростью света. Пока это из области научной фантастики. Но ключевое слово здесь – «научной». Научная фантастика позволяет экстраполировать факты и законы дальше, в будущее, и шире смотреть на мир.
Расстояния в космосе – гигантские. Если мы будем передвигаться на уровне третьей космической скорости (скорость, при которой аппарат покинет Солнечную систему, третья космическая скорость относительно Солнца равна 46,9 км/с), до других звездных систем нам лететь сотни и тысячи лет. Колонизация во многом потеряет свой смысл.
Поэтому нам важно летать близко к скорости света, а возможно, и еще быстрее. Как это сделать, если скорость света – максимальная величина? Искривив пространство-время! А это возможно только с помощью создания мощной гравитации (в главе, посвященной будущему, мы разберем, как с научной точки зрения может работать варп-двигатель).
И темная материя – первый кандидат на создание массивных гравитационных объектов.
Мировоззрение. Кроме практической пользы, будет польза философская. Мы серьезно уточним ответ на вопрос, как устроена наша Вселенная. И почему она расширяется с ускорением.
В XIX–XX веках был расцвет философии. Создавались мировоззренческие концепции, которые помогали человечеству определиться с целями и установить моральные границы. Сейчас же философия пребывает в стагнации. Искать смысл жизни в накоплении и потреблении – слишком примитивная задача. Религиозные и идеалистические мировоззрения – в очевидном кризисе.
Человечество не может развиваться без смысла. Это наша важная особенность как вида. По мнению Юваля Ноя Харари, автора книги «Sapiens. Краткая история человечества», единственное отличие человека от других животных в том, что люди могут вдохновиться одной идеей и вместе работать над ее воплощением.
Нужны новые крупные научные открытия, чтобы человечество смогло найти новые мировоззренческие смыслы. Иначе как нам двигаться дальше?
Глава 21
Что такое темная энергия и чем она отличается от темной материи
Обыватели часто путают темную энергию с темной материей. Однако это совсем разные понятия, хоть оба и выглядят так, будто их достали из
