Що дозволяє звичайній матерії утворювати "агрегати самої себе"? І якщо ви подумали, що гравітація, то ви помиляєтеся. Дві частинки наближаються одна до одної з великої відстані, падаючи назустріч одна одній. У міру наближення вони прискорюються.
Якщо розібратися, вони обидві рухаються по гіперболічних орбітах навколо їхнього спільного центру мас. Після зближення вони відлітають назад у нескінченність.
Ніякої структури не утворюється. Це просто закони Кеплера в дії: кінетична енергія не зникає, тому вони вилітають з тією самою енергією, з якою увійшли в систему.
Така картина справедлива не тільки для двох частинок, а й для двох тисяч, двох мільйонів і більше.
Якщо тільки вони не взаємодіють! Тобто, якщо вони не взаємодіють за допомогою інших сил, крім гравітації!
Тоді вони можуть відскакувати один від одного. Вони можуть навіть поглинути частину кінетичної енергії і перетворити її на іншу форму внутрішньої енергії. Якщо "частинкою" є, скажімо, м'яч для гольфу, він нагрівається в процесі - енергія при цьому, звісно, зберігається.
Частинки, що взаємодіють по-різному, можуть "злипатися", ставати зв'язаними. Надлишок енергії випромінюється у вигляді тепла.
Так чи інакше, якийсь дисипативний процес дозволяє системі скинути цю енергію, а її частинкам - об'єднатися.
Гіпотетична темна матерія не має подібних взаємодій. Частинки темної матерії не взаємодіють зі звичайною матерією, але вони теоретично не взаємодіють одна з одною. Якщо немає інших засобів, крім гравітації.
Тому немає жодних дисипативних процесів, щоб скинути надлишкову кінетичну енергію. Коли хмара частинок ТМ руйнується, частинки прискорюються і, врешті-решт, знову розлітаються в сторони. Ніщо не сповільнює їхній рух, ніщо не утримує їх пов'язаними одна з одною.
Власне кажучи, темна матерія в сучасній космологічній теорії відіграє вирішальну роль саме тому, що поводиться подібним чином, що відрізняє її від звичайної "баріонної" матерії.
Що ж до того, чи існує темна матерія насправді, чи, можливо, спостережувана поведінка зумовлена якоюсь іншою фізикою, зокрема, зміненою теорією гравітації... ми не знаємо.
На жаль, вчені ще не визначилися з цим питанням, особливо з огляду на те, що досі жоден експеримент, спрямований на виявлення ТМ, не увінчався успіхом.
А, можливо, в цьому випадку йдеться про темну енергію. Ми також не знаємо, чим на практиці відрізняється темна матерія від темної енергії. І чи існують вони взагалі.
