Если эти частицы были созданы в Большом взрыве , как свет

тогда мы могли бы использовать идеи о
силах, управляющих взаимодействиями элементарных частиц
(вместо взаимодействий ядер, имеющих отношение к определению элементарного
изобилия), чтобы оценить изобилие возможных экзотических новых
частиц во Вселенной сегодня.

Можно было бы вывести общее обилие темной материи в

вселенная на основе теоретических идей в физике элементарных частиц, или
можно было бы предложить новые эксперименты по обнаружению темной материи
— любой из которых мог бы сказать нам, сколько всего материи существует и
, следовательно, какова геометрия нашей Вселенной. Работа физики состоит
не в том, чтобы изобретать вещи, которые мы не можем видеть, чтобы объяснить вещи, которые мы можем видеть, а
в том, чтобы выяснить, как видеть то, что мы не можем видеть — видеть то, что
раньше было невидимым, известные неизвестные. Каждый новый
кандидат в элементарные частицы темной материи предлагает новые возможности для
эксперименты по непосредственному обнаружению частиц темной материи, распространяющихся
по всей галактике, путем создания на Земле устройств для их обнаружения, когда
Земля перехватывает их движение в пространстве. Вместо того чтобы использовать
телескопы для поиска далеких объектов, если частицы темной материи
находятся в рассеянных сгустках, пронизывающих всю галактику, они сейчас здесь
, с нами, и земные детекторы могут обнаружить их присутствие.

Если бы мы могли определить природу темной материи и ее свойства.

изобилие, мы могли бы определить, как закончится Вселенная
.

Эта последняя возможность показалась мне самой захватывающей из всех, поэтому я начну с
нее. Действительно, я увлекся космологией, потому что хотел быть первым
человеком, который узнает, как закончится Вселенная.

В то время это казалось хорошей идеей.
Когда Эйнштейн разрабатывал свою общую теорию относительности, в ее основе лежала

Возможность того, что пространство может искривляться в присутствии материи или энергии.

Эта теоретическая идея стала больше, чем просто предположением, в 1919 году, когда две
экспедиции наблюдали, как звездный свет искривляется вокруг Солнца во время солнечного затмения
в точности в той степени, в какой, по предсказанию Эйнштейна, должно произойти, если
присутствие Солнца искривляет пространство вокруг него. Эйнштейн почти мгновенно
стал знаменитым и нарицательным. (Большинство людей сегодня думают, что это было
уравнение E = mc

2

, который пришел пятнадцатью годами раньше, что и сделал, но это

Не было.)

Теперь, если пространство потенциально искривлено, то геометрия всей нашей
вселенной внезапно становится намного интереснее. В зависимости от общего
количества материи в нашей Вселенной, она может существовать в одном из трех различных
типов геометрии, так называемых открытых, закрытых или плоских.

Трудно представить себе, как на самом деле может выглядеть искривленное трехмерное пространство
. Поскольку мы трехмерные существа, нам не
легче интуитивно представить себе искривленное трехмерное пространство, чем
двумерным существам из знаменитой книги " Флатландия " представить себе, как
выглядел бы их мир для трехмерного наблюдателя, если бы он был искривлен, как
поверхность сферы. Более того, если кривизна очень мала, то
трудно себе представить, как ее можно обнаружить в повседневной жизни.,
по крайней мере, в Средние века многие люди считали Землю плоской
, потому что с их точки зрения она выглядела плоской.

Изогнутые трехмерные вселенные трудно представить - замкнутая
вселенная похожа на трехмерную сферу, что звучит довольно
пугающе, — но некоторые аспекты легко описать. Если бы вы посмотрели
достаточно далеко в одном направлении в замкнутой вселенной, вы бы увидели
свой затылок.

Хотя эти экзотические геометрии могут показаться забавными или впечатляющими, чтобы говорить
о них, в оперативном плане есть гораздо более важное следствие их
существования. Общая теория относительности недвусмысленно говорит нам, что замкнутая вселенная
, в плотности энергии которой преобладает материя, такая как звезды и галактики, и
даже более экзотическая темная материя, должна однажды снова сжаться в процессе, подобном
обратному Большому взрыву — большому хрусту, если хотите. Открытая вселенная будет
расширяться вечно с конечной скоростью, а плоская вселенная находится как раз на
границе, замедляясь, но никогда полностью не останавливаясь.

Определение количества темной материи и, следовательно, общей плотности массы
во Вселенной, таким образом, обещало открыть ответ на извечный
вопрос (по крайней мере, такой же старый, как Т. С. Элиот): закончится ли Вселенная
взрывом или хныканьем? Сага об определении общего обилия темных

дело восходит, как минимум, полувека, и можно было бы написать целую книгу
об этом, что собственно я уже сделал, в моей книге квинтэссенция.
Однако, в этом случае, как я должен сейчас продемонстрировать (с обоих слов, и
тогда рисунок), это правда, что один рисунок стоит тысячи (или
, возможно, сотни тысяч) слов.

Самые большие гравитационно связанные объекты во Вселенной называются
сверхскоплениями галактик. Такие объекты могут содержать тысячи отдельных
галактик и более и могут простираться на десятки миллионов световых лет. Большинство
галактик существует в таких сверхскоплениях, и действительно, наша собственная галактика находится
в сверхскоплении галактик Девы, центр которого находится почти в 60 миллионах
световых лет от нас.

Поскольку сверхскопления очень велики и массивны, практически все
, что попадает в них, попадает в скопления. Итак, если бы мы могли взвесить сверхскопления
галактик, а затем оценить общую плотность таких сверхскоплений во
Вселенной, мы могли бы затем “ взвесить Вселенную ”, включая всю темную материю,
а затем, используя уравнения общей теории относительности, определить
, достаточно ли материи, чтобы закрыть Вселенную, или нет.