Фізики пояснили відмінність між темною матерією та антиматерією

Темна матерія та антиматерія, попри схожі назви, є зовсім різними явищами у фізиці. Про це розповів професор ядерної фізики Університету Міссісіпі Діпанкар Датта у матеріалі, опублікованому в The Con­ver­sa­tion. За його словами, антиматерія — це дзеркальне відображення звичайної матерії, а темна матерія — невидима субстанція, яка становить більшість маси Всесвіту, хоча її природа досі невідома.

Антиматерія складається з частинок, що мають протилежний електричний заряд до звичайних. Наприклад, електрон має антипару — позитрон, а протон — антипротон. Коли вони стикаються, обидві частинки знищують одна одну, перетворюючись на енергію. Антиматерію відкрили близько століття тому, і нині її вивчають у лабораторіях, зокрема використовують у медицині для позитронно-емісійної томографії (ПЕТ-сканів). Як зазначає Датта, навіть у звичайних продуктах, наприклад у бананах, є мікроскопічні кількості антиматерії через природний розпад атомів калію, але це не становить небезпеки для людини.

Фізики встановили, що після Великого вибуху матерія й антиматерія існували у приблизно рівних кількостях. Однак під час їхнього зіткнення більшість частинок знищувалася, і лише незначна частина звичайної матерії вижила. Саме з неї, за сучасними уявленнями, сформувалися зорі, планети та живі організми.

Темна матерія, на відміну від антиматерії, залишається однією з головних космічних загадок. Її існування підтвердили спостереження за рухом зірок у спіральних галактиках, які здійснила астрономка Вера Рубін у 1970‑х роках. Вона виявила, що зірки на периферії обертаються швидше, ніж це можливо з урахуванням видимої маси. Єдиним поясненням стало припущення про наявність невидимої речовини, яка створює додаткове гравітаційне поле і не дозволяє галактикам розпадатися.

Астрономка Віра Рубін виявила значну невідповідність у спіральних галактиках, яку вчені зараз розуміють як темну матерію. Інститут науки у Карнегі, CC BY

Попри десятиліття пошуків, вчені досі не знають, з чого складається темна матерія. Її не вдалося безпосередньо зафіксувати чи створити в лабораторії. За оцінками астрофізиків, у Всесвіті темної матерії приблизно у п’ять разів більше, ніж звичайної, а її природа може бути пов’язана з частинками, яких людство ще не виявило.