Может ли новая, пятая сила природы дать ответы на наши самые большие вопросы о темной материи и темной энергии? Мы работаем над этим.
Стандартная модель во всех отношениях является высшим достижением современной физики. Он описывает четыре силы природы, зоопарк частиц и то, как они все взаимодействуют. Это, пожалуй, самая успешная научная теория всех времен.
И это фантастически неполно.
Оказывается, Стандартная модель может объяснить менее 5% всей материи и энергии в космосе. Еще около 25% — это темная материя, неизвестный тип материи, который практически невидим. Остальное известно как темная энергия, загадочная сущность, ускоряющая расширение Вселенной.
Одной из первых вещей, которые поразили астрономов, когда они впервые открыли темную материю и темную энергию, было их очевидное сходство. С какой стати два темных компонента нашей Вселенной примерно равны по силе? Я знаю, что 25% и 70% звучат не очень похоже, но когда дело касается астрономии – и особенно космологии – это, по сути, одно и то же число.
Может быть, это просто совпадение, что у них примерно одинаковая сила, и мы слишком много об этом думаем.
Или, может быть, это что-то еще. Умные физики предположили наличие связей внутри «темного сектора» Вселенной, где общаются темная материя и темная энергия. Это позволило бы им отслеживать эволюцию друг друга и гарантировать, что они вносят примерно равный вклад в энергетический бюджет Вселенной в течение длительных периодов времени.
Чтобы заставить их поговорить друг с другом, нужна сила. Но эта сила не может быть какой-либо из известных сил, иначе темная материя и/или темная энергия также должны были бы взаимодействовать с обычной материей, и мы бы уже увидели более прямые доказательства этого.
Значит, это должна быть новая сила, пятая сила природы, совершенно отличная от электромагнетизма, гравитации, сильного ядерного взаимодействия и слабого ядерного взаимодействия. Хотя подобные идеи остаются лишь в области гипотез, некоторые идеи уже имеют названия.
Имя Квинтэссенцияпятая сущность Вселенной. Другой темные фотонычастица, которая путешествует по космосу, как фотон, но, как следует из названия, темная.
Чтобы проверить эти идеи, мы должны обратиться за ответами к космосу. Если пятая сила существует, то она должна быть очень тонкой. Более сильные проявления пятой силы уже исключены наблюдениями за скоплениями галактик, расширением Вселенной и даже поведением нейтронных звезд. Так что нам предстоит много работы — потребуется действительно большой объем данных, чтобы определить сигнал, который отклоняется от ожиданий.
