Окружает ли нашу Землю темная материя? Нагревает ли она газовые планеты-гиганты Солнечной системы? Количество темной материи во Вселенной почти в пять раз превышает объем обычной материи. Тем не менее, она продолжает оставаться загадочной, поскольку ее нельзя наблюдать в телескоп, и она почти всегда проникает сквозь обычную материю. Астрономы узнают о существовании темной материи только на основе ее гравитационных проявлений — так, привнося дополнительную массу во вращающиеся галактики, темная материя удерживает их от разлетания. Однако прежде чем устремлять взгляд к далеким галактикам, астрономы захотели провести исследования и поближе: темная материя могла бы производить заметный эффект в нашей собственной Солнечной системе.

Как и все люди, многие ученые неравнодушны к сенсациям, но предпочитают сенсации научные. Только не часто случается, чтобы новое сенсационное открытие задело буквально всю физику. Так было в начале ХХ века. В университетах лекторы с каким-то оттенком зависти до сих пор рассказывают студентам о том фантастическом времени, когда разом появились такие гиганты, как Альберт Эйнштейн, Нильс Бор, Поль Дирак и другие блестящие ученые, перевернувшие всю классическую физику. Понадобилось несколько поколений, чтобы новые физические идеи органично впитались наукой, а затем стали плодоносить (иногда, увы, грибами термоядерных взрывов). Революционные научные и технические достижения второй половины ХХ века основывались главным образом на гигантском прогрессе в физике твердого тела, прежде всего полупроводников. Но на новом стыке веков в науке стали разворачиваться события, масштаб которых вполне сопоставим с тем, что был в начале XX века. На международных конференциях доклады о новостях космологии собирают массу народа. Нового Эйнштейна пока не видно, но дело зашло очень далеко. Речь в предлагаемой статье пойдет о новых открытиях, которые привели к небывало глубокой ревизии представлений о Вселенной, в которой мы обитаем.

От меня (Den): как видно из названия, статья далеко не новая, но все же представляет некий интерес, хотя бы потому что содержит популярный обзор проблем, до сих пор не нашедших решения.

В повседневной жизни мы оперируем масштабами пространства и времени, которые можем преодолеть, но человеческое воображение позволяет заглянуть в недоступные глазу уголки Мира. Когда же отказывает и воображение, все, что остается в арсенале человека для познания Мира - физические теории, позволяющие понять, как работает то, что нас окружает.

Изучая физическую систему, мы фактически пытаемся описать «черный ящик». «Входной сигнал» - исходные данные - нам либо известен, либо мы можем его предположить. Пропуская этот сигнал через построенную на основании разумных предположений модель «черного ящика», мы получим «выходной сигнал», который можно сравнить с наблюдениями. В случае совпадения мы говорим, что теория хорошо описывает реальность. В противном случае следует пересмотреть либо модель, либо «входной сигнал», а возможно и то, и другое. Иногда, впрочем, мы знаем, как именно работает черный ящик, и можем варьировать только сигналы.

Приведенная аналогия ярко реализуется в космологии – науке о крупномасштабной эволюции Вселенной и ее структуре. Попробуем хотя бы в общих чертах разобраться в идеях этой теории.

Революционные достижения как в теории, так и в технологии привели космологию к самому плодотворному периоду с момента ее открытия. Были идентифицированы неожиданные компоненты Вселенной и протестированы идеи, многообещающие с точки зрения понимания ее основ. Была обнаружена глубокая связь между физикой масштаба микромира и физикой максимально известных нам размеров.

Краеугольный камень современной космологии составляет утверждение: место, которое мы занимаем во Вселенной, не является специальным. Это утверждение известно как космологический принцип. Интересно отметить, что большую часть истории цивилизации считалось, что мы занимаем особое место - в центре «мироздания» (не будем конкретизировать это понятие).