Большая Вселенная и маленькое нейтрино

Оказывается, свойства всей нашей Вселенной, включая массу, размеры, возраст, структуру и грядущую эволюцию, зависят от того, какие нейтрино ее населяют. Населяют же ее в основном, увы, эти крошечные и неуловимые частицы, а совсем даже не барионы, из которых «сделаны» звезды, галактики, межзвездная пыль и облака.

Сегодня существует неплохая, уже названная «стандартной», теория нейтринной Вселенной. Она известна больше как «теория блинов». Согласно ей, наблюдаемая средняя плотность Вселенной определяется легкими нейтрино одного и того же сорта с массой в тридцать электронвольт каждое. Теория объясняет, почему галактики объединяются в плоские сверхскопления — «блины», оставляя незаполненными огромные пустоты в пространствах между ними. Но многого и она не объясняет. Например, того, что квазаров, да и самих «блинов», к настоящему возрасту Вселенной не должно уже быть, а они есть, это мы видим. Скрытые массы скоплений должны превышать видимые примерно в пятьдесят раз, тогда как по прямым наблюдениям это превышение существует не более чем в десять раз. Есть и другие трудности, необъяснимые в рамках теории.

Однако многое в этой концепции удается поставить на свои места, если исходить из возможности существования когда-то разных сортов нейтрино. Сотрудники Института прикладной математики АН СССР А. Дорошкевич, А. Клыпин и Э. Коток «заложили» в эту теорию предположение о том, что на ранних стадиях формирования Вселенной были и другие нейтрино — тяжелые и нестабильные частицы с массой покоя до четырехсот электрон-вольт и с характерным временем распада в сотни миллионов или даже в миллиард лет. Они потом распались, превратившись в обычные легкие и стабильные нейтрино, а также в безмассовые частицы — майороны, фамилоны и другие. Эта «передышка» могла бы замедлить эволюцию скоплений и изменить их вероятную структуру. Кроме того, вещество Вселенной той плотности, которая ныне известна, оказалось бы наполовину образованным продуктами распада тяжелых нейтрино. Это не может отразиться на структуре скоплений, но уменьшает в десять — сорок раз плотность вещества в «блинах». Последнее обстоятельство делает их значительно долговечнее и объясняет, почему они до сих пор не разрушились.