Слияния черных дыр помогут открыть сверхлегкую темную материю



Фото:
РИА Новости


Комментарии

Наблюдения за "дрожанием" сливающихся темных дыр посодействуют ученым узнать, есть ли аксионы, сверхлегкие частички черной материи либо остальные кандидаты на роль "6-ой силы природы". К такому выводу пришли астрологи, опубликовавшие статью в журнальчике Physical Review D.
«Сверхлегкие частички издавна стали одним из самых ярчайших примеров возможной «новейшей физики». Они полностью могут существовать в нашей Вселенной, но открыть их следы очень трудно с практической точки зрения. Мы узнали, как их можно отыскать в гравитационном излучении сливающихся темных дыр», — пишут Дэниель Бауманн (Daniel Baumann) из института Амстердама (Нидерланды) и его коллеги.

Довольно длительное время ученые считали, что Вселенная состоит из той материи, которую мы лицезреем, и которая составляет базу всех звезд, темных дыр, туманностей, скоплений пыли и планет. Но 1-ые наблюдения за скоростью движения звезд в близкорасположенных к нам галактиках проявили, что светила на их окраинах движутся в их с нереально высочайшей скоростью, которая была приблизительно в 10 раз выше, чем демонстрировали расчеты на базе масс всех светил в их.
Предпосылкой этого, как сейчас считают ученые, была так именуемая черная материя — таинственная субстанция, на чью долю приходится приблизительно 75% от массы материи во Вселенной. Как правило, в каждой галактике приблизительно в 8-10 раз больше черной материи, чем ее видимой "кузины", и эта черная материя держит звезды на месте и не дает им "разбежаться".
Сейчас практически все ученые убеждены в существовании черной материи, но ее характеристики, кроме ее тривиального гравитационного воздействия на галактики и скопления галактик, остаются загадкой и предметом споров посреди астрофизиков и космологов. Довольно длительно ученые подразумевали, что она сложена из сверхтяжелых и "прохладных" частиц-"вимпов", никак не проявляющих себя, не считая как притягивая видимые скопления материи.
Безуспешные поиски "вимпов" в крайние два десятилетия принудили почти всех теоретиков считать, что черная материя на самом деле быть может "легкой и лохматой" и состоять из так именуемых аксионов — сверхлегких частиц, схожих по массе и свойствам на нейтрино. Их 1-ые поиски тоже завершились безрезультативно, что делает эту невидимую субстанцию еще наиболее таинственной.

Бауманн и его коллеги определили очень неортодоксальный метод поиска этих частиц, изучая то, что происходит в округах пары крутящихся темных дыр, готовящихся слиться друг с другом.
Как увидели ученые, их движение будет особенным образом влиять на структуру окружающего пространства-времени, содействуя возникновению аксионов и остальных сверхлегких частиц, и препятствуя их обоюдной аннигиляции и самоуничтожению.
В итоге этого темные дыры окружит типичная "атмосфера" либо "скопление" из аксионов, как именуют эту структуру ученые. Оно будет вести себя подобно искусственному атому, тормозя их движение, излучая гравитационные волны и особенным образом влияя на процесс их слияния.
Это воздействие, в свою очередь, будет в особенности ярко проявляться во время так именуемого "дрожжания" — особенной фазы в жизни новорожденной темной дыры, когда она сбрасывает избытки энергии вращения в виде гравитационных волн. В это время она похожа не на безупречный шар, а на вытянутый либо растянутый эллипс, равномерно приобретающий "нормальную" форму.

Как демонстрируют расчеты Бауманна и его коллег, если аксионы либо остальные легкие частички есть, то их скопление резко пропадет опосля слияния и во время начала "дрожжания", ослабит порождаемые сиим действием гравитационные волны и занесет неповторимые преломления в их.
Можно ли отыскать подобные колебания? Наземные гравитационные телескопы, такие как LIGO и ViRGO, по словам астрофизиков, навряд ли сумеют решить эту задачку, так как для этого будет нужно отыскать пару темных дыр в Млечном Пути, весьма близкую к слиянию. Это очень маловероятно.
С иной стороны, орбитальная обсерватория LISA, способная смотреть за сверхмассивными темными дырами в остальных галактиках, полностью обязана совладать с данной задачей, и отыскать следы всех вероятных легких частиц.
Если эта мысль оправдает себя, то такие пары темных дыр, как считают ученые, станут для нас типичными "гравитационными коллайдерами", способными реально находить "новейшую физику" за пределами Обычной модели.

Слияния черных дыр помогут открыть сверхлегкую темную материю