Понедельник 14 октября 2024 года

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Наука» Исследование показало, что колебание Марса может быть признаком темной материи


Исследование показало, что колебание Марса может быть признаком темной материи

Вторник, 17 Сентября 2024 19:19
Исследование показало, что колебание Марса может быть признаком темной материи Фото из открытых источников

В новом исследовании физики Массачусетского технологического института предполагают, что если большая часть темной материи во Вселенной состоит из микроскопических первичных черных дыр — идея, впервые предложенная в 1970-х годах — то эти гравитационные карлики должны пролетать через нашу Солнечную систему по крайней мере раз в десятилетие. По прогнозам исследователей, такой пролет приведет к колебанию орбиты Марса, до такой степени, что современные технологии смогут его обнаружить. 

 

Такое обнаружение может подтвердить идею о том, что первичные черные дыры являются основным источником темной материи во всей Вселенной. Исследование опубликовано в журнале Physical Review D.

 

«Благодаря десятилетиям точной телеметрии ученые знают расстояние между Землей и Марсом с точностью около 10 сантиметров», — говорит автор исследования Дэвид Кайзер, профессор физики и профессор истории науки имени Гермесхаузена в Массачусетском технологическом институте. «Мы используем эту хорошо оснащенную приборами область пространства, чтобы попытаться обнаружить небольшой эффект. Если мы его увидим, это будет считаться реальной причиной продолжать следовать этой восхитительной идее о том, что вся темная материя состоит из черных дыр, которые были созданы менее чем за секунду после Большого взрыва и движутся по Вселенной уже 14 миллиардов лет».

 

Менее 20% всей физической материи состоит из видимых веществ, от звезд и планет до кухонной раковины. Остальное состоит из темной материи, гипотетической формы материи, которая невидима во всем электромагнитном спектре, но, как считается, пронизывает вселенную и оказывает гравитационное воздействие, достаточно большое, чтобы влиять на движение звезд и галактик.

 

Физики установили на Земле детекторы, чтобы попытаться обнаружить темную материю и определить ее свойства. По большей части эти эксперименты предполагают, что темная материя существует как форма экзотической частицы, которая может рассеиваться и распадаться на наблюдаемые частицы, проходя через данный эксперимент. Но до сих пор такие поиски на основе частиц не увенчались успехом.

 

В последние годы вновь обрела популярность еще одна возможность, впервые предложенная в 1970-х годах: вместо того, чтобы принимать форму частиц, темная материя может существовать в виде микроскопических первичных черных дыр, которые образовались в первые мгновения после Большого взрыва.

 

В отличие от астрофизических черных дыр, которые образуются в результате коллапса старых звезд, первичные черные дыры могли образоваться в результате коллапса плотных скоплений газа в очень ранней Вселенной и рассеяться по космосу по мере ее расширения и остывания.

 

Эти первичные черные дыры могли бы сжать огромное количество массы в крошечное пространство. Большинство этих первичных черных дыр могли быть размером с один атом и тяжелыми как самые большие астероиды. Тогда было бы возможно, что такие крошечные гиганты могли бы оказывать гравитационное воздействие, которое могло бы объяснить по крайней мере часть темной материи. Для команды MIT эта возможность вызвала изначально легкомысленный вопрос.

 

«Кажется, кто-то спросил меня, что произойдет, если первичная черная дыра пройдет сквозь человеческое тело», — вспоминает соавтор исследования Танг. Он также обнаружил, что вероятность того, что первичная черная дыра пройдет где-либо рядом с человеком на Земле, астрономически мала.

 

Их интерес возрос, и исследователи пошли дальше в расчетах Туна, чтобы оценить, как пролет черной дыры может повлиять на гораздо более крупные тела, такие как Земля и Луна.

 

«Мы провели экстраполяцию, чтобы увидеть, что произойдет, если черная дыра пролетит мимо Земли и заставит Луну немного покачнуться», — говорит Танг. «Числа, которые мы получили, были не очень четкими. В солнечной системе есть много других динамических процессов, которые могут действовать как своего рода трение, чтобы заставить колебание затухнуть».

 

Чтобы получить более ясную картину, команда создала относительно простую модель Солнечной системы, которая включает орбиты и гравитационное взаимодействие между всеми планетами и некоторыми из крупнейших лун.

 

«Современные симуляции солнечной системы включают более миллиона объектов, каждый из которых имеет крошечный остаточный эффект», — отмечает соавтор исследования Леманн. «Но даже смоделировав два десятка объектов в тщательной симуляции, мы увидели, что существует реальный эффект, в котором мы могли бы разобраться».

 

Команда рассчитала скорость, с которой первичная черная дыра должна проходить через Солнечную систему, на основе количества темной материи, которая, по оценкам, находится в данной области пространства, и массы проходящей черной дыры, которая в данном случае, как они предположили, должна быть такой же массивной, как самые крупные астероиды в Солнечной системе, что согласуется с другими астрофизическими ограничениями.

 

«Первичные черные дыры не живут в Солнечной системе. Скорее, они струятся сквозь Вселенную, занимаясь своими делами», — говорит соавтор исследования Сара Геллер. «И есть вероятность, что они проходят сквозь внутреннюю часть Солнечной системы под каким-то углом примерно раз в 10 лет».

 

Учитывая эту скорость, исследователи смоделировали различные черные дыры астероидной массы, пролетающие через Солнечную систему под разными углами и со скоростью около 150 миль в секунду. (Направления и скорости взяты из других исследований распределения темной материи в нашей галактике.)

 

Они сосредоточились на тех пролетах, которые казались «близкими контактами», или случаях, которые вызывали какой-то эффект на окружающих объектах. Они быстро обнаружили, что любой эффект на Земле или Луне был слишком неопределенным, чтобы привязать его к конкретной черной дыре. Но Марс, казалось, предлагал более ясную картину.

 

Исследователи обнаружили, что если первичная черная дыра пройдет в нескольких сотнях миллионов миль от Марса, то эта встреча вызовет «колебание» или небольшое отклонение орбиты Марса. В течение нескольких лет после такой встречи орбита Марса должна сместиться примерно на метр — невероятно небольшое колебание, учитывая, что планета находится в десятках миллионов километров от Земли. И все же это колебание может быть обнаружено различными высокоточными приборами, которые сегодня отслеживают Марс.

 

Исследователи признают, что если такое колебание будет обнаружено в ближайшие пару десятилетий, то потребуется еще много работы, чтобы подтвердить, что толчок был вызван пролетающей черной дырой, а не обычным астероидом.

 

«Нам нужно как можно больше ясности относительно ожидаемых фоновых данных, таких как типичные скорости и распределения буровых космических камней по сравнению с этими первичными черными дырами», — отмечает Кайзер. «К счастью для нас, астрономы десятилетиями отслеживали обычные космические камни, пролетающие через нашу Солнечную систему, поэтому мы смогли рассчитать типичные свойства их траекторий и начать сравнивать их с совершенно разными типами путей и скоростей, по которым должны двигаться первичные черные дыры».

 

Чтобы помочь в этом, исследователи изучают возможность нового сотрудничества с группой, имеющей обширный опыт моделирования гораздо большего количества объектов в Солнечной системе.

 

«Сейчас мы работаем над моделированием огромного количества объектов, от планет до лун и камней, и того, как они все движутся в течение длительного времени», — говорит Геллер. «Мы хотим ввести сценарии близкого контакта и изучить их эффекты с более высокой точностью».

 
 

 

 

 

Николаева Мария Опубликовано в Наука   Теги Новости
Главное за сутки
Гладков: в Белгородском районе один человек погиб и двое пострадали при атаке ВСУ Гладков: в Белгородском районе один человек погиб и двое пострадали при атаке ВСУ Один мирный житель погиб, двое бойцов самообороны получили ранения при обстреле ВСУ Белгородского района, сообщил губернатор Вячеслав Гладков в Telegram-канале. "По поселкам Малиновка и Северный, селам Беловское, Красное, Отрадное, Петровка,…
Неудачные контратаки и потери ВСУ: что известно о ситуации в Курской области Неудачные контратаки и потери ВСУ: что известно о ситуации в Курской области Вооруженные силы Украины (ВСУ) на курском направлении потеряли более 300 военнослужащих и семь танков за сутки, сообщили в Минобороны России. Общие потери противника за время боевых действий на этом направлении…
Китай начал учения вокруг Тайваня Китай начал учения вокруг Тайваня Народно-освободительная армия Китая (НОАК) начала учения "Совместный меч - 2024В" вокруг Тайваня. Об этом заявил официальный представитель Восточной зоны боевого командования НОАК старший полковник Ли Си. "Восточная зона боевого командования…
Интернет и СМИ
Читайте также
Новое открытие помогло определить путь исчезновения пластика в океанах Новое открытие помогло определить путь исчезновения пластика в океанах В ходе исследования, проведенного учеными из Японии и Таиланда, было обнаружено присутствие микропластика во всех трех анатомических частях кораллов: слизистом слое, тканях и скелете. Это открытие проливает свет на загадку…
Ученым впервые удалось зафиксировать мысли человека за секунды до смерти Ученым впервые удалось зафиксировать мысли человека за секунды до смерти Американским ученым из Луисвиллского университета впервые удалось зафиксировать активность человеческого мозга в момент смерти. Произошло это по воле случая, во время наблюдения за 87-летним пациентом, страдавшим эпилепсией. Остановка сердца пациента…
LIFE: Ученые объяснили, почему время ускоряется, и чего ждать дальше LIFE: Ученые объяснили, почему время ускоряется, и чего ждать дальше Многие сегодня ощущают, что дни становятся короче. Мы успеваем сделать все меньше, и эти представления характерны для людей разного возраста. Но не стоит спешить винить себя в снижении работоспособности. Ученые…
Тема дня
Почему арабо-израильская война важна для России Почему арабо-израильская война важна для России

Наши противники утверждают (сами, их никто за язык не тянул), что сражаются против нас на двух фронт...

Фото
Суперэйджеры: почему у некоторых пожилых мозг работает как у 25-летних Суперэйджеры: почему у некоторых пожилых мозг работает как у 25-летних

Ученые разных стран пытаются разгадать секреты суперэйджеров. Это люди, которые в 80 лет и больше со...

Опрос

Дадут ли США официальное разрешение Украине наносить удары вглубь России западным дальнобойным оружием?

 

Анекдот дня

- Петрович, слышал, Литва нам объявила бойкот, не будет продавать вязальные спицы. Твоя жена, ты говорил, вяжет... Как же ей теперь жить?

- Плевать мы хотели. Она вообще электродами вяжет.

Еще »
Комментарии для сайта Cackle
Мы на одноклассниках
 

 

МЫ ВКОНТАКТЕ

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-83392 от 07.06.2022, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи,

информационных технологий и массовых коммуникаций. При использовании, полном или частичном цитировании материалов

planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с точкой зрения редакции.

На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии предоставления

информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей сети "Интернет",

находящихся на территории Российской Федерации)".