Увидел чертовски красивое 💔 эссе от физика Anton Antich. Грех им в пятницу не поделиться :) π-day же! 🎉
Мы - электромагнитные существа. В современной физике есть четыре фундаментальные силы, благодаря которым функционирует вся вселенная во всем ее многообразии: гравитация, электромагнетизм (фотоны его носители), сильное взаимодействие (глюоны его носители), слабое взаимодействие (W и Z бозоны его носители). Вся материя - это кварки (↑ и ↓), электроны и нейтрино, а за массу элементарных частиц отвечает бозон Хиггса
Познаем мы окружающий нас мир исключительно посредством электромагнетизма. То, что мы видим - это фотоны, преобразуемые в электрические сигналы мозга глазом. То, что мы слышим - колебания воздуха (~ движения молекул), преобразуемые в электрические сигналы мозга ухом. Запах и вкус - электромагнитное взаимодействие молекул газа и еды с рецепторами рта и носа. Даже когда мы к чему-то прикасаемся - электронные облака молекул нашей кожи сопротивляются электронным облакам поверхности стола, а клетки преобразуют это в электрические сигналы мозга.
Но ладно бы только мы, все наши приборы, позволяющие нам хоть как-то взаимодействовать со Вселенной - электромагнитные. У нас нет способов напрямую регистрировать гравитацию (несмотря на то, что она держит нас на земле), сильное или слабое взаимодействие (несмотря на то, что мы их худо-бедно используем в ядерных реакторах и бомбах). То есть все что мы знаем, так сказать, из первых рук, о мире, включая самую продвинутую физику - это либо фотоны в глазах, либо электрические импульсы в каком-то приборе. Все остальное - математические модели, да позволяющие с ужасающей точностью предсказывать результаты экспериментов, но никто никогда не "видел" не то что бозон Хиггса, но даже и электрон. Существуют ли они в реальности и что это вообще значит, и что вообще такое реальность или что такое "мы знаем что то-то и то-то" - это один сплошной огромный, интересный и неоднозначный вопрос.
А сегодня вот всплыла темная материя. По всем космологическим наблюдениям современности получается что во вселенной по массе всего 5% нашей обычной (еще называемой барионной) материи, состоящей из протонов, нейтронов и электронов, еще 26% - так называемая темная материя, и порядка 69% - еще более загадочная темная энергия. «Темная» она потому, что мы не только ее не видим, но она судя по всему вообще не взаимодействует с известной нам материей ни электромагнитно, ни сильным взаимодействием. Только гравитационно. Собственно, ее существование постулируется-то косвенно, из-за ряда наблюдаемых космологических эффектов, где очень не хватает массы обычной материи (вроде "галактики бы разлетались" или "орбитальные скорости звезд были бы меньше").
Но смотрите что получается - если она не взаимодействует электромагнитно, это значит мы мало того что ее не видим - мы сквозь нее будем ходить и ничего не замечать. Примерно как с нейтрино, миллиарды которых пронизывают нас постоянно, только еще хуже - те хоть иногда взаимодействуют. По одной из теорий, в земной коре находится до 10 триллионов (!) частиц темной материи в каждом кубическом сантиметре (!). При этом этой темной материи в 5 раз больше во вселенной, чем обычной.
А что она вообще такое? Это один тип частиц или много? Стоит ли в моей комнате невидимый и неощутимый камин с часами с кукушкой, через который я каждый день хожу, не замечая этого? Взаимодействуют ли они еще каким-то неизвестным нам способом? Мы понятия не имеем. Ну OK, часы с кукушкой это очень маловероятно конечно, но остальное то так и есть. Но все равно, даже если мы добавим темную энергию, то все наше знание - оно про 5% вселенной в лучшем случае. Пять процентов.
Конечно, может быть, что нет никакой темной материи, а Эйнштейн не прав. Но пока ни одна из альтернативных теорий, сильно нарушающих бритву Оккама, не могут объяснить всех наблюдаемых эффектов одновременно. А пока - получается пять процентов.
Помните про это, когда захочется в очередной раз порассуждать о могуществе науки или заявить «Бога нет».