Возможность существования темной материи была предложена Фрицем Цвикки в 1931 году. Он пересчитал в одном скоплении все галактики по светимости и выявил ту тенденцию, что чем они ярче, тем гуще заселены звездами, а значит и тяжелее. Цвикки определил и скорость разброса галактики по смещению красных спектральных линий. Материи, найденной по светимости, недоставало там, где скорость была высокая. Тут он пришел к выводу, что галактики удерживает в частых скоплениях невидимая масса (темная материя). Ян Оорт, тогда еще молодой датский ученый, поддержал эту гипотезу. Более того, на ее основе он в 1932 году доказал, как происходит движение звезд нашей галактики.
Частицы Фибоначчи
Сегодня тот факт, что темная материя существует, установлен. Но есть проблема идентификации ее физической природы. Ведь астрономы наблюдают структуры, состоящие из вещества, совершенно неведомого физикам. Все попытки определить его физическими приборами никаких результатов не дают. Тут на первый план выходят математические вычисления. Именно с их помощью удалось доказать, что темная материя состоит из мельчайших частиц, и она не просто существует. Она еще и живая.
Темная материя оказалась живой, потому что на самом деле Вселенная не расширяется, а приумножается. Вообще эта идея приходила в голову физикам еще тогда, когда речь о темной материи только зашла. Однако лишь в 2013-2014 годах в престижном американском научном журнале опубликовали подтверждающую именно эту версию математическую формулу.
Вселенная, подобно живому цветку, разворачивающему свои лепестки, увеличивается в размерах. Вся ответственность за этот процесс лежит на невероятно малых частицах. Автор формулы назвал их в честь математической задачи о размножении кроликов частицами Фибоначчи. Есть еще и закон, выражающий рост числа элементарных частиц темной материи. Его обнаружили при анализе самого распространенного химического элемента во Вселенной – атома водорода.
Квантовое обнаружение
По предложенной математической формуле невероятно точно можно рассчитать относительную атомную массу водорода. А с числами Фибоначчи, множественно проявляющимися в живой природе, неразрывно связана «золотая пропорция». По теории вероятности случайное совпадение исключено. Только в одном из нескольких миллионов случае эта формула может совершенно случайно описать атом водорода с такой точностью, из чего и вытекает его округлая форма.
Так как частицы темной матери приумножаются, то атом водорода медленно эволюционирует. Это длится на протяжении миллиардов лет, в которых человеческая жизнь лишь мгновение. Атомы водорода рассеивают вокруг себя крохотные частицы Фибоначчи, формируя гало темной материи. Таким образом, при всей видимости хаоса, его во Вселенной нет. И рост энтропии, как его части, строго закономерен.
Так как при помощи физических приборов (даже современных) частицы Фибоначчи зафиксировать нельзя, в будущем их помогут найти квантовые компьютеры. Их производительность растет намного быстрее, чем растут числа Фибоначчи. Это не только вычислительное устройство, но и физический прибор. Если на нем смоделировать частицы Фибоначчи, то станет возможным и определение физических параметров темной материи.
Гравитационные загадки
В научном сообществе есть и другие довольно популярные гипотезы о природе темной материи. И некоторые весьма экзотичные. Например, если вещество темной матери нельзя увидеть само по себе, а заметен лишь его гравитационный эффект, то тогда им могут быть черные дыры. Теоретически они могли образоваться и на самых ранних этапах развития Вселенной из-за коллапса сверхплотной и горячей материи. На практике еще ни одна подобная первичная черная дыра не найдена.
Бесконечные черные дыры
В 2018 году на них обратили внимание астрофизики Николай Горькавый и Джон Мазер. Судя по их расчетам, сверхмассивные черные дыры вполне могли бы сложить невидимое для наблюдений галактическое гало, и создать все эти специфические аномалии в движении и строении галактик. Оба исследователя считают, что эти дыры начали существовать вместе со Вселенной, как остатки предыдущего цикла в бесконечной череде расширений и сжатий мира.
Получается, что в новой модели Большого отскока решающее значение имеют черны дыры, являясь сразу и темной материей, и темной энергией, что неумолимо ускоряет расширение Вселенной. Черные дыры, предположительно, могут постоянно накапливать большую часть общей массы Вселенной, когда сливаются друг с другом и поглощают вещество. С другой стороны, при слиянии они теряют значительную часть массы с гравитацией. Образованная черная дыра будет легче изначальных двух.
Точно так же терять массу может и Вселенная в этой череде сжатий и заполнений все большими черными дырами. Когда большая часть массы «выйдет» гравитационными волнами, Вселенная будет разлетаться во все стороны. И это будет выглядеть, как Большой взрыв. Предыдущий мир не уничтожится полностью, как то предполагает теория Большого отскока. Новой Вселенной в этом случае останутся в наследство некоторые объекты. В первую очередь, черные дыры, которые снова станут и темной материей, и темной энергией.
dzen.ru
