LIGO може виявити темну справу на нещасний випадок

Коли вчені, які працювали в Лазерній інтерферометрі, обсерваторії гравітаційно-хвильових хвиль (ЛІГО) у лютому виявили гравітаційні хвилі, це означало кінець багатовікового пошуку того, що фізики знали, що існували, але не могли повністю визначити і ідентифікувати.

Можливо, ми натрапили на рідкісний дорогоцінний камінь з цим відкриттям, і ненавмисно вбили двох 100-річних птахів одним каменем. Нова стаття, написана фізиками в Університеті Джона Хопкінса і опублікована в Росії Фізичні букви огляду Досліджує, чи містилося злиття чорної діри, що виробляло гравітаційні хвилі і спостерігалося LIGO, також сигнал, що підтверджує існування темної матерії.

Темна матерія, спочатку висунута в 1922 році, становить 85% всієї речовини у Всесвіті. Але на відміну від звичайної матерії, вчені ніколи не змогли його спостерігати і вимірювати. Ми знаємо, що воно існує, тому що ми бачили деякі дивні речі, що відбуваються у Всесвіті, що може бути результатом лише масового накопичення речовини, що створює гравітаційний ефект. На жаль, вона залишається прихованою - і вчені витратили практично століття, шукаючи її безрезультатно.

Ще в лютому вчені використовували пару інтерферометрів для спостереження за надзвичайно слабкими сигналами - чирпами, що виникають внаслідок гравітаційних хвиль (по суті хвилі в просторі-часу виробляються подіями високої енергії). У цьому випадку це дві чорні діри - кожна приблизно в 30 разів масивніші, ніж наше Сонце - зіштовхуючись один від одного на 1,3 млрд. Світлових років від Землі. Це зіткнення випустило 5,3 × 10 ^ 47 джоулів в енергії.

Дослідницька група JHU почала задаватися питанням, чи містить сигнал LIGO також щось більше - щось, пов'язане з темною матерією. Ціле дослідження зосереджується навколо того, що називається первинними чорними дірами (PBHs) - гіпотетичний перший заступник Стівена Хокінга в 1971 році, який свідчить про те, що ранній Всесвіт складався з декількох різних щільних областей, які мали сирі космічні матеріали, що складають зоряні тіла. Хоча нормальні чорні діри є результатом звалилися зірок, PBHs були ці регіони руйнуються на себе. Таким чином, ранні зірки повинні були б утворитися близько до цих PBHs, які досить малі, щоб часто підтримувати навколо галактичного гало - частина галактики, де, як вважають, темна матерія в основному існує.

Незважаючи на те, що ідея про те, що PBHs дійсно знаходяться там, занурилася протягом останнього десятиліття або близько того, деякі фізики все ще вважають, що це можливо. Команда JHU не обов'язково пропонує будь-які позитивні докази того, що сигнал LIGO ілюструє темну речовину; замість цього вони приходять до висновку, що вимірювання не виключають поняття очікуваної швидкості для об'єднання PBH в межах галактичного гало.

«Розрізняти будь-яке гравітаційно-хвильове подія, або навіть деяку популяцію подій, з PBH темна матерія або більш традиційні астрофізичні джерела будуть складною. Проте є певні перспективи. Найбільш очевидно, що злиття PBH будуть розподілятися більше, як дрібні темна матерія ореоли і, таким чином, менш ймовірно, будуть знайдені в або поблизу світлових галактик, ніж чорна діра злиття з більш традиційних астрофізичних джерел.

Іншими словами, ми ще не можемо зробити висновок, що сигнал LIGO не було викликаний PBH, пов'язаним з темною речовиною. Команда JHU пропонує зосередити дослідження на астрофізичних масах в межах галактичних ореолів, які не можуть бути остаточно пов'язані з відомими джерелами.

Одна річ напевно: пошук темної матерії тільки став більш дивовижним.