Знание-сила, 2003 №10 (916)

На недавний доклад калифорнийского физика Чанг-Пей Ма, прочитанный на ежегодном заседании Американского физического общества, пришло столько народа, что зал оказался переполненным. Ма докладывала о результатах своего компьютерного анализа распределения темного вещества во Вселенной. Ее результаты действительно заслуживали оказанного им внимания.

Вещество это вдвойне темное для науки — не известно, из чего оно состоит и как оно распределено во Вселенной. Известно лишь, что оно существует. Поэтому любой свет, который удалось бы пролить на эту загадку, был бы воистину лучом света в темном царстве. Доктор Ма немного такого света пролила, и теперь можно сказать, что темное вещество стало для науки не таким уж темным.

Для своей компьютерной симуляции темного вещества доктор Ма собрала все новейшие данные о нем. Недавние точнейшие исследования остаточного космического излучения — реликта времен, не очень далеких от Биг Бэнга, — показали, что темное вещество не может быть «горячим», то есть имеющим очень большую энергию, и движущимся с почти световыми скоростями. Это исключает возможность того, что оно состоит из почти световых частиц нейтрино. Точно так же затруднительно трактовать темное вещество как совокупность массивных несветящихся объектов (так называемых МАХО), вроде несостоявшихся — из-за недостаточной массы — звезд.

Эти ограничения подталкивают мысль к тому, что темное вещество должно состоять из какого-то необычного, экзотического вещества — может быть, из еще не известных науке тяжелых частиц. К этому подталкивает также тот факт, что обычное невидимое, но обладающее силой тяготения вещество должно было бы создать во Вселенной больше «гравитационных линз» (мест преломления света в гравитационном поле), чем их наблюдается в действительности. Все это, вместе взятое, говорит в пользу экзотического и в то же время медленно движущегося вещества. Именно оно и было изучено в работе доктора Ма.

Принципиально новым в этой работе было разбиение объема Вселенной на рекордно малые «зерна» размером в средние галактики. Программа призвана была проследить, при каком распределении по «зернам» темного вещества нынешние галактики будут распределяться и вращаться так, как это имеет место в реальности.

Если верить компьютеру, темное вещество вовсе не рассеянно во Вселенной беспорядочно. Оно высоко организовано. Оно повторяет те же формы организации, которые свойственны обычному веществу, то есть собрано в галактики различных размеров (с преобладанием мини-галактик), которые, точно тени, сопровождают обычные галактики и движутся среди них по тем же законам, которые когда-то Эйнштейн нашел для частицы, выполняющей броуновское движение. Иными словами, темное вещество, хоть оно, по-видимому, экзотично по составу, но во многом ведет себя, как обычное. Оно тоже может собираться в большие звездоподобные комки, но при этом, в отличие от МАХО, не вспыхивает и не начинает светиться - в этом и проявляется его «экзотичность». Но модель доктора Ма показала, что такие большие комки должны образовываться довольно редко, и, видимо, именно поэтому темное вещество не проявляется в виде гравитационных линз. Другое его отличие от обычного холодного вещества состоит в том, что в силу массивности составляющих его «экзотических» частиц, давление в темном веществе должно быть много больше, чем в обычном.

Вы можете спросить, почему же при таком большом давлении в нем все-таки не возникают термоядерные реакции. Ответом будет все та же ссылка на «экзотичность» темного вещества. Веди оно себя во всем подобно обычному, оно вообще не было бы «темным». И хотя свет на него сейчас немного пролит, но эта его экзотичность по-прежнему остается мрачной загадкой, пока что не поддающейся усилиям пытливого ума.

Казалось бы, ничто не объединяет эти два разнородных понятия. Гораздо ближе, скажем, рога и копыта по имени общеизвестной придуманной фирмы на пути незабвенного Остапа Бендера. Но здесь речь пока не о нем.

Американский биолог Ричард Госс из университета Брауна досконально разобрался в этом вопросе. Согласно его данным, костные образования на головах некоторых травоядных, как-то: горных баранов, антилоп, бизонов, коров, коз, состоят из кератина. А это тот же тип протеина (белка), что и ногти на пальцах рук и ног далекого от них вида человека.

Роскошные рога оленей многие считают данными навсегда, тогда как они непостоянны в отличие от вышеупомянутых парнокопытных. Природой они даются ровно на год, подобно тому, как, скажем, корона короля или королевы выдается артистам из бутафории на спектакль и не больше. Сам процесс роста рогов тесно связан с сексуальной функцией самцов. Гормон, вырабатываемый ими — тестостерон, — регулирует половое созревание и тем самым обособление множественных отростков- рогулек. Питательные вещества подаются через два отдельных позвонка на черепе из тела животного, превращаясь в отростки, правда, лишенные костного мозга. Олененок, кастрированный до появления шишкообразных утолщений на голове, не отращивает в дальнейшем рог, и наоборот, важенка, которой введен такой гормон, приобретает способность к рогообразованию.

Заметим, что питание осуществляется посредством промежуточной ткани на голове, именуемой «вельветом». При сбросе рогов в зимний период вместе с ними отделяется и «вельвет». Нередко эта морщинистая кожа поедается отощавшим вожаком и другими взрослыми самцами, из-за чего олень становится на время плотоядным видом — необычная форма самосохранения.

Мировой океан — это настоящая кладовая лекарств, чьи запасы мы не в силах себе даже представить. Темные воды океана населяют десять миллионов видов водорослей, три миллиона штаммов бактерий и полмиллиона видов животных. Большинство из них до сих пор еще не исследованы. Сейчас ученые выделили уже более двух тысяч весьма эффективных субстанций, в том числе вещества, сдерживающие воспалительные процессы или же способные помочь больным малярией. Из организма асцидий медики выделили такие противораковые препараты, как эзтеинасцидин-743 и аплидин.

Исследования показали, что под действием первого из названных препаратов злокачественные образования в легких и груди резко уменьшаются в размерах. Акции испанской фирмы «Pharma Маг», которой принадлежат права на это лекарство, в кратчайший срок выросли в цене втрое. Сейчас испытания этого морского «чудо-лекарства» продолжаются. Если оно и впрямь будет побеждать опухоли, оборот отличившейся фирмы достигнет, по оценке экспертов, миллиарда долларов в год. Пока же в Средиземном море близ острова Форментера, строится подводная ферма, на которой будут разводить асцидий.