что позднее, когда отношение к его гипотезе становилось все более серьезным, он порой думал: «Послушайте, я ведь просто хотел решить проблему однородности, и это оказалась самая простая не противоречащая наблюдениям модель из пришедших мне на ум. С чего вы взяли, что все так и есть на самом деле?»

Как бы то ни было, считается, что опубликованная Пиблсом в 1982 году статья возвестила рождение теории холодной темной материи, где, напоминаю, «холодная» на жаргоне физиков означает «медленно движущаяся»7. Момент оказался подходящим. Ученые пытались разобраться с концепцией темной материи уже в течение более чем 10 лет (не считая первых исследований 1930-х годов), и, подобно слепцам в древней индийской притче, все они изучали разные части одного и того же большого «слона». И наконец-то одна теория смогла все объяснить, и на нее «подсели» все: радиоастрономы, специалисты по физике элементарных частиц, динамике галактик, космологи, физики-ядерщики, специалисты по численному моделированию, популяризаторы науки и школьные учителя.

А как насчет опубликованной в 1984 году в журнале Nature статьи с участием Фабер? Вполне возможно, что именно благодаря этой публикации широкие круги научного сообщества узнали о теории холодной темной материи, и не в последнюю очередь благодаря тому, что одним из авторов статьи был выдающийся британский астрофизик Мартин Рис.

Весной 1983 года Рис и Примак участвовали в междисциплинарной физической конференции, которая проводилась на горнолыжном курорте Куршевель-Морион во Французских Альпах. Программа конференции была составлена таким образом, что у ученых-спортсменов было много времени для спуска со склонов Трех Долин. Примак никогда раньше не вставал на лыжи, и после одного дня занятий с инструктором – и множества падений – он решил, что это не для него. Рис также не пошел кататься на лыжах, и они в конце концов оказались в одном из шикарных баров, где стали обсуждать проблемы физики и космологии. Слово за слово, и возникла мысль написать статью про холодную темную материю, а Примак попросил своих коллег из Санта-Круз помочь в осуществлении этой задумки.

В этой статье, озаглавленной «Образование галактик и крупномасштабная структура холодной темной материи», авторы не стали избегать ряда фундаментальных вопросов и пообещали дать на них удовлетворительные ответы8. «Почему существуют галактики, – авторы сразу взяли быка за рога, – и почему у них именно наблюдаемые размеры и формы?»

Почему галактики объединяются в иерархические структуры – скопления и сверхскопления, разделенные огромными пустотами, в которых практически нет ярких галактик? И какова природа невидимой массы, или темной материи, наличие которой выявляется по ее гравитационному воздействию в окрестности галактик и скоплений галактик, но которая при этом непосредственно не наблюдается ни в одном из диапазонов электромагнитного излучения? Быть может, из всех великих загадок современной космологии именно эти три наиболее близки к решению.

По мнению авторов, самое подходящее решение – это холодная темная материя. Пиблс никак не высказывался по поводу истинной природы этой загадочной субстанции, а Блументаль, Фабер, Примак и Рис предложили целый список возможных кандидатов, включая аксионы, фотино, первичные черные дыры и «крупицы кварков». (Мы вернемся к аксионам и первичным черным дырам в последующих главах, а остальные кандидаты настолько умозрительны, что о них можно сразу забыть.) Авторы очень подробно описывают происхождение галактик и последовавшее их объединение в скопления и сверхскопления и даже рассуждают об образовании карликовых галактик и шаровых скоплений – роящихся вокруг большинства крупных галактик сферических сборищ сотен тысяч звезд.

Ближе к концу статьи авторы делают следующий вывод: «Мы показали, что наблюдаемая Вселенная замечательно описывается моделью, в которой количество холодной темной материи [примерно] в 10 раз превышает количество барионной материи». Картина мира с холодной темной материей «представляется наилучшей из имеющихся и заслуживает тщательного исследования и проверки».

Темная, холодная, нейтральная, невидимая, небарионная. Массивная в том смысле, что частицы должны иметь отличную от нуля массу – в конце концов, они выдают себя именно посредством гравитационного воздействия. Неподвластные электромагнитным силам и сильному ядерному взаимодействию. Возможно, участвующие в слабом взаимодействии. Ученые наконец вплотную пришли к пониманию свойств темной материи. Осталось лишь установить, что же это такое.

Казалось, что решение совсем рядом.

10. Чудотворные вимпы

Тихий солнечный день в небольшой французской деревне Сен-Жени-Пуйи, что рядом со швейцарской границей и всего в 10 километрах от Женевы. Перед роскошными особняками на аллее Мадам де Сталь, названной в честь знаменитой писательницы и политической активистки XIX века, играют дети. Вдали виднеются расположенные в природном заповеднике высокогорной части юрского массива (Reserve naturelle nationale de la Haute Chaine du Jura) популярные горнолыжные курорты. В общем, идиллическая картина.

Но внизу происходит настоящий армагеддон. На глубине 60 метров под деревней проложен туннель шириной 4 метра. Он проходит под спортивным комплексом Жимназ-дю-Лион, пересекает улицу Ля-Фосий и выходит за город. После Сен-Жени-Пуйи туннель поворачивает на север и замыкается, образуя окружность длиной 27 километров, проходя под такими же мирными деревушками Жекс, Вессоекс, Ферне-Вольтер и Мейрен. Два невероятно узких пучка протонов – ядер атомов водорода – несутся в противоположных направлениях по откачанному каналу по центру туннеля. Эти заряженные частицы – их называют релятивистскими протонами, потому что ускорены до 99,999999 % скорости света, – крутятся по туннелю, совершая свыше 11 000 оборотов в секунду. Протоны удерживают на круговых траекториях более 1200 огромных сверхпроводящих магнитов, охлажденных до температуры 1,9 градуса выше абсолютного нуля – это меньше, чем в открытом космосе. Всего в нескольких сотнях метров к северо-востоку от играющих детей находится одна из четырех «зон боевых действий», где происходит столкновение двух протонных армий с энергией до 13 триллионов электронвольт (тераэлектронвольт, или ТэВ), порождающее ливни субатомных осколков.

Признаюсь, что, когда я был там в июне 2019 года, Большой адронный коллайдер (БАК) Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН) был закрыт для технического обслуживания и модернизации1. Это оказалось удачно, потому что давало возможность осмотреть подземную часть комплекса – полости, в которых размещаются гигантские детекторы элементарных частиц. Но к моменту издания книги очередной эксперимент на БАК – так называемый Run3 — будет в полном разгаре: релятивистские протоны будут снова сталкиваться лоб в лоб, а ученые займутся исследованием частиц, порожденных энергией столкновения в соответствии с классическим уравнением Эйнштейна E = mc2.

Большой адронный коллайдер – самый мощный ускоритель на встречных пучках – был введен в строй в 2008 году2. Но сам ЦЕРН гораздо старше, он был основан еще в 1952 году. Почти 40 лет назад, в 1982 году, группа ученых ЦЕРНа под руководством Карло Руббиа и