Всесвіт переважно складається з порожнього простору, але навіть ті його частини, які не порожні, приховують таємниці. Раніше вчені вважали, що темна матерія – це єдиний монолітний привид, що ширяє навколо галактик. Тепер учені розділили її на два різні види. Ця різниця важлива, тому що вона змінює наше розуміння історії космосу і того, з чого складається більша частина його маси.
Перший вид напрочуд знайомий. Він становить близько 4,5% всього Всесвіту. Це не страшна невидима субстанція, яка викривляє світло. Він складається з баріонів – протонів, нейтронів та атомних ядер. Це ті самі будівельні блоки, з яких складаються зірки, планети і ви. Але ось у чому проблема: більшість цієї баріонної матерії не світиться. Вона темна. Вона не випромінює світло і тому її важко виявити, але фізично вона складається з тих же речовин, що й інше, що нам відомо.
Потім йде решта 26,1%. Це справжня темна матерія. Вона небаріонна. Ми не знаємо, що вона складається. Це не атоми. Це не протони та не нейтрони. Це щось зовсім інше. І вона щодо «холодна». З погляду фізики це означає, що вона нерелятивістська. Вона рухається повільно, порівняно зі швидкістю світла. Ця повільність – ключ до розгадки. Холодна темна матерія під дією гравітації злипається, утворюючи каркас, який утримує галактики разом. Якби вона була гарячою і рухалася швидко, вона розлетілася б у різні боки, і відомих нам галактик не існувало б.
То навіщо їх розділяти? Тому що один вид складається з речовини, яку ми могли б доторкнутися, якби тільки знайшли її. Інший – загадка. 4,5% – це звичайна матерія в масці. 26,1% – це щось нове. Перший тип ми виявили завдяки його гравітаційному тяжінню, хоч і не можемо його побачити. Другий тип ідентифікується ще більш опосередковано – за способом обертання галактик і того, як світло згинається навколо них.
Цей поділ не просто питання термінології. Воно показує, що термін «темна матерія» є неточним половини їх. Половина це просто звичайна матерія, яку важко виявити. Друга половина справді дивна. У нас поки що немає для неї частки. Ми маємо рівняння. Ми маємо деякі підказки. Але немає прямого виявлення.
Холодний небаріонний варіант домінує у масовому балансі. Це клей. Баріонна темна матерія – це уламки. Обидві невидимі. Обидві темні. Але лише одна дивна. Інша просто ховається.
