Что такое тёмная материя?

Современная наука на основе всего, что знает сейчас, приходит к такому выводу, что доступная для обозрения Вселенная простирается вокруг нас в радиусе 46 миллиардов световых лет. В этом обозримом пространстве находятся сотни миллиардов галактик. И таких спиральных, как наш Млечный Путь, и эллиптических, и неправильных. Но особенно трудно принять тот факт, что все они вместе с нами составляют лишь мизерную долю всего того, что есть во Вселенной. Жалкие четыре процента или в крайнем случае — пять. Видимое, понятное вещество, состоящее из атомов с этими протонами, нейтронами, электронами, — скорее какое-то исключение из неведомого общего правила, действующего во Вселенной. Мы как щепки, которые летят, когда рубят лес.

Альберт Эйнштейн смог понять, что это немного понятное нам вещество своим присутствием во Вселенной как бы скручивает, искривляет её ткань, создаёт в ней воронки, в которые всё утягивается. Поэтому мы наблюдаем галактические спирали, хороводы планет вокруг звёзд, яблоко, падающее на Землю. Так работает гравитация. Чем массивнее вещество и чем его больше скопилось в данной воронке, тем сильнее оно тянет к себе.

В какой-то момент астрономы научились "взвешивать" галактики: вычислять их массу и, соответственно, составлять представление о том, какую гравитацию они создают. Скажем, в нашей галактике Млечный Путь сотни миллиардов звёзд, а в самом центре находится чёрная дыра массой четыре миллиона Солнц. Но, как показали расчёты, даже всё это, вместе взятое, не имеет достаточно мощной гравитации для удерживания галактической конструкции: чтобы эта конструкция сохранялась, то есть чтобы Млечный Путь не разлетелся, нужна масса, раз в пять большая. И то же самое практически со всеми остальными галактиками. А раз они никуда не разлетаются и даже не собираются, значит, эта невидимая, скрытая, в несколько раз большая масса существует. Этот таинственный каркас и назвали тёмной материей. Если имеет гравитацию, значит, имеет массу, а раз имеет массу, значит, это какое-то вещество. Материя.

И вот ещё одно интересное наблюдение. К примеру, в Солнечной системе чем дальше находится планета, тем медленнее она вращается вокруг Солнца. И во всех известных планетных системах дело обстоит точно так же. Но вот с галактиками почему-то весьма странно: на самом их краю, где всё должно максимально медленно ползти, по неясной причине движется гораздо быстрее, чем положено. Такое впечатление, что галактики окружены невидимым нимбом этой загадочной тяжести, которая своим притяжением разгоняет галактические окраины. Этот нимб назвали галактическим гало, и учёные полагают, что состоит оно как раз из этой тёмной материи.

В итоге у астрофизиков сложилась следующая общая картина Вселенной (приводим данные космической обсерватории Planck): 4,9% — это всё то, что можно видеть в телескоп, 26,8% — то, что эти 4–5% собой удерживает, то есть та самая тёмная материя, а всё остальное — это так называемая тёмная энергия: нечто, заставляющее Вселенную расширяться, а галактики — удаляться друг от друга.