Самые мощные космические лучи во Вселенной потребуют переписать законы физики

…Космос вовсе не пуст. Каждое мгновение его пронизывают крошечные частицы, которые летят через пространство со скоростью света. При этом их энергия в триллионы раз выше, чем в самых мощных ускорителях человечества. У этих частиц пока нет общепринятого научного названия, но это не мешает им бомбардировать нашу планету.


Ученые десятилетиями ломали голову: откуда берутся самые мощные из них? Ответ, полученный недавно, вполне тянет на сенсацию: их источник — не взрывы далеких звезд, а… темная материя прямо в нашей галактике. Причем частицы этой невидимой материи уничтожают сами себя, порождая космические лучи. Как такое вообще возможно? Давайте разбираться.

Немного теории для начала

Космические лучи — это поток частиц, в основном протонов. Они летят через Вселенную с колоссальной энергией. Некоторые из них настолько мощные, что их энергию вполне можно сравнить с ударом теннисного мяча, который попадает в человека на скорости 100 км/ч.



Возникает вопрос: как у частиц получается так чудовищно ускориться? Большинство космических лучей рождаются во время катастроф: взрывов сверхновых, столкновений нейтронных звезд или поглощения материи черными дырами.

Но это теория. А на практике существует большая проблема: даже самые энергичные частицы, по расчетам астрофизиков, не могут преодолеть миллиарды световых лет от далеких галактик. Почему? Они просто-напросто потеряют энергию по пути. Получается, что их источник должен быть близко. Но вот где?

И поэтому самое время предложить очень экзотическую теорию. А что, если эти космические лучи возникают не от мегакатастроф, а из-за частиц, которые мы просто не в состоянии увидеть. Речь, конечно же, идет о темной материи — загадочной субстанции, которая составляет 85% массы Вселенной, но не испускает свет.

Скаляроны — тяжелые призраки темной материи

В конце января 2025 года доктор физико-математических наук Елена Арбузова (Инженерно-физический институт, Дубна, Россия) выдвинула смелую гипотезу: самые мощные космические лучи создают скаляроны — сверхтяжелые частицы темной материи. По расчетам Елены Владимировны, каждая из них весит в сотни раз больше топ-кварка — самой массивной известной частицы (ее масса сравнима с атомом золота!).

Ученая из Дубны считает, что скаляроны возникли в первые мгновения после Большого взрыва, во время инфляции. Так, в астрофизике называется период, когда Вселенная расширялась со скоростью, превышающей световую. С тех пор эти жутко древние частицы спят, проявляя себя исключительно через гравитацию.



Но иногда два скалярона все-таки сталкиваются, в результате чего происходит аннигиляция. Частицы превращаются в чистую энергию, как если бы два призрака, ударившись друг о друга, превратились в небывалый фейерверк. Именно такие взрывы и порождают космические лучи чудовищной мощности.

Хм, но тогда, почему мы не видим их повсюду? Если говорить просто: этих частиц не слишком много в пространстве — их плотность низкая. Поэтому, если аннигиляция (взаимодействие) происходила бы слишком часто, она привела бы к образованию чрезмерного количества космических лучей, и приборы зафиксировали бы это. Но этого не происходит, значит, аннигиляция — редкое событие.

При этом, если бы аннигиляция была крайне редкой, космические лучи вообще бы отсутствовали.

Однако есть один важный нюанс: чтобы скаляроны существовали, теорию Эйнштейна нужно немного «подправить». А это вызывает громкие и порой ожесточенные споры, так как далеко не все готовы пересмотреть основы современной физики.

Проверка гипотезы и конкуренты

Как доказать, что скаляроны реальны? Прежде всего необходимо найти следы их аннигиляции. К примеру, телескопы вполне способны уловить гамма-излучение, которое должно остаться после таких взрывов. Пока что этих данных у науки нет, однако ученое сообщество уже активно заинтересовалось данной идеей.



Следует сказать, что у гипотезы Арбузовой есть сильные конкуренты. Некоторые ученые считают, что сверхэнергичные лучи рождаются в молекулярных облаках — гигантских скоплениях газа и пыли в Млечном Пути. При столкновениях частиц в этих облаках возникают мощные выбросы энергии.

Почему же скаляроны все равно привлекают внимание? Они убивают сразу двух зайцев: объясняют загадку космических лучей и приоткрывают завесу над темной материей. Если гипотеза подтвердится, мы не только поймем, откуда берутся эти «снаряды», но и узнаем, как выглядела Вселенная в первые секунды после рождения.

Пока скаляроны остаются гипотетическими частицами. Но сама идея показывает: даже самые странные теории могут привести к прорывам. Как сказал один астрофизик: «Космос — лучшая лаборатория для проверки безумных идей».

Может, именно скаляроны станут ключом к тайнам темной материи и юной Вселенной.