мои планы по написанию книги. Запланированная на март конференция по темной материи, которая проводится раз в два года в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, отменена. Большинство изначально запланированных интервью будут проводиться в форме Zoom-конференций. Я не смог съездить посмотреть на установку LUX-ZEPLIN в Южной Дакоте или на многообъективный телескоп Dragonfly Telephoto Array в штате Нью-Мексико. Конференция IDM 2020 в Вене, посвященная обнаружению темной материи, проводилась в удаленном режиме с сокращенным количеством докладов. И да, я не смог съездить в китайскую подземную лабораторию Цзиньпин, чтобы посмотреть на детектор PandaX.

Коронавирус также сказался на исследованиях темной материи. Астрономические обсерватории и физические лаборатории, включая ЦЕРН и Гран-Сассо, пришлось закрыть. Из-за отмены поездок и введенных карантинных ограничений возникли задержки в реализации международных проектов. Ученые болели, а некоторые умерли. Многолетние исследования истинной природы темной материи почти полностью остановились, но теоретики вроде как не переставали размышлять о новых способах разрешения кризиса.

Конечно же, речь идет вовсе не о ковиде, а о кризисе в исследованиях темной материи. Который, кстати, в чем-то похож на коронавирусную пандемию. В случае темной материи зараза имеет вид тревоги: всевозрастающее ощущение в научной среде, что мы идем по ложному следу. Возможно, что темная материя состоит не из вимпов. Даже ΛCDM-модель может оказаться неверной. Казавшиеся незыблемыми истины утрачивают силу, и возникает запрос – и запрос очень насущный – на новые идеи, и, возможно, нам надо приготовиться к новой нормальности, пусть даже мы и не знаем, куда идем. Мы это уже проходили.

Хотя исследователи с большим опытом вроде Джона Эллиса из ЦЕРНа и руководителя проекта XENON Елены Априле все еще придерживаются мнения, что Солнечная система несется сквозь океан слабовзаимодействующих массивных частиц, которые, возможно, удастся обнаружить с помощью будущей подземной установки, младшее поколение ученых – среди них есть и те, кто родился уже после появления концепции вимпов, – готовы распроститься с этой идеей. По словам Кэтрин Зурек, «возможно, что модель с вимпами еще не умерла, но она уже точно на искусственном дыхании. Если бы мне пришлось делать ставку на возможный вид темной материи, то уж точно не на вимпы»2.

Сабина Хоссенфельдер из Франкфуртского института перспективных исследований в Германии также считает, что поиски вимпов всегда были плохо обоснованы3. Как мы узнали в главе 10, теория Большого взрыва предсказывает для гипотетических вимпов величину «остаточной плотности», которая прекрасно согласуется с плотностью темной материи. Но, по мнению Хоссенфельдер, «это вимповое чудо не следовало воспринимать всерьез. Красота не может служить научным аргументом. И никогда не должна была таковым считаться». Она уверена, что вообще пристрастие к математической красоте сбивает физиков с истинного пути, будь то в вопросе о поиске решения загадки темной материи или попытках создания всеобъемлющей теории всего.

Соображения, основанные на числах и числовых совпадениях, зачастую играют важную роль в создании новых физических теорий. Например, некоторые теоретики обращают внимание на то, что средняя плотность небарионной темной материи во Вселенной не сильно отличается от средней плотности барионной материи. Конечно, темной материи в пять раз больше, чем «обычной», но это величины одного порядка, при том что нет никаких очевидных причин, почему бы этим плотностям не различаться в миллион раз. Так что, возможно, природа нам таким образом на что-то намекает – быть может, это как-то можно объяснить. Такие соображения навели ученых на мысль об асимметричной темной материи, когда частицы темной матери не являются собственными античастицами, как вимпы, а имеет место асимметрия «частица – античастица», как у барионов. В таком случае неудивительно, что суммарное количество барионной материи сравнимо с количеством темной материи.

Поскольку погоня за вимпами до сих пор не увенчалась успехом, по словам Хоссенфельдер, ученые начали потихоньку переориентироваться, становясь открытыми для более экзотических гипотез. Действительно, при просмотре пары номеров журнала New Scientist или аннотаций препринтов, опубликованных на сервере arXiv, обнаруживается огромное количество статей с изложением совершенно сумасшедших концепций и теорий. Даже некоторые давно отвергнутые идеи обретают второе дыхание.

Возьмем, например, первичные черные дыры. Эти крохотные сильно искривленные участки пространства-времени, предположение о существовании которых было впервые высказано в 1970-х годах Бернардом Карром и Стивеном Хокингом, были вскоре предложены на роль кандидатов в темную материю, но впали в немилость после того, как их не удалось обнаружить в микролинзовых обзорах4. А теперь, подобно некоторым старым рок-звездам, они снова входят в моду.

Уточним, что речь идет не о любых черных дырах, а об очень специфическом их виде. Едва услышав про загадку темной материи, многие сразу представляют себе черные дыры как самое подходящее ее решение. Ведь черные дыры невидимы, массивны, стабильны и окутаны тайной – что еще нужно? Но дело в том, что обычные черные дыры – как сравнительно маломассивные, которые образовались из массивных звезд при их взрыве как сверхновых, так и сверхмассивные черные дыры в ядрах галактик – по-видимому, не могут претендовать на роль темной материи во Вселенной. Во-первых, из того, что астрофизики узнали об эволюции галактик и звезд, следует, что сейчас на черные дыры приходится не больше 0,01 % всей массы Вселенной. Но еще важнее то, что все эти черные дыры образовались из барионной материи на протяжении 13,8 миллиарда лет истории Вселенной. Они относятся к 4,9-процентному барионному куску космического пирога, описанного в главе 16.

Что же касается первичных черных дыр, то они могли образоваться из сильных флуктуаций самой ткани пространства-времени в процессе рождения Вселенной – возможно, даже во время короткого периода экспоненциального расширения, известного как инфляционная эпоха. Это было задолго до возникновения первых атомных ядер и установления относительного количества барионной и небарионной материи. «Море» первичных черных дыр, каждая размером с атомное ядро и с полем тяготения, как у небольшой планеты, вполне может объяснить загадку темной материи. Во всяком случае, так полагали некоторые физики. Но когда оказалось, что в ходе экспериментов MACHO и EROS не удалось обнаружить свидетельства наличия массивных компактных объектов в гало нашей Галактики (см. главу 14), популярность первичных черных дыр как кандидатов в темную материю сошла на нет.

Правда, совсем недавно первичные черные дыры вернулись в поле зрения теоретиков, которые описали возможность образования во Вселенной гораздо более массивных объектов этого вида массой не с небольшую планету, а несколько десятков солнечных5. Если темная материя во Вселенной существует в виде первичных черных дыр в 30 раз массивнее Солнца, то они должны быть в большей степени разнесены в пространстве, чем если бы это были ранее предполагавшиеся первичные