Οι ερευνητές θέλουν να χρησιμοποιήσουν βαρυτικά κύματα για να μάθουν για τη σκοτεινή ύλη

Όταν δύο αντικείμενα με αρκετή μάζα συγκρούονται - όπως όταν συγχωνεύονται δύο μαύρες τρύπες - οι δυνάμεις μπορούν πραγματικά να κάμψουν τον χωροχρόνο, δημιουργώντας κυματισμούς που ονομάζονται βαρυτικά κύματα. Αυτά τα βαρυτικά κύματα μπορούν να ανιχνευθούν ακόμη και από εκατομμύρια έτη φωτός μακριά, καθιστώντας τα έναν τρόπο για να μάθετε για μακρινά, δραματικά γεγονότα σε μακρινά μέρη του σύμπαντος. Και τώρα, μια ομάδα αστρονόμων έχει βρει μια μέθοδο για τη χρήση βαρυτικών κυμάτων για τη μελέτη του μυστηριώδους φαινομένου της σκοτεινής ύλης.

Η ιδέα της έρευνας ήταν να δημιουργηθούν διαφορετικά μοντέλα υπολογιστών για το πώς θα έμοιαζαν τα βαρυτικά κύματα από τις συγχωνεύσεις μαύρων τρυπών σε σύμπαντα με διαφορετικούς τύπους σκοτεινής ύλης. Συγκρίνοντας τα μοντέλα με αυτό που φαίνεται στον πραγματικό κόσμο, μπορούμε να μάθουμε περισσότερα για το ποιος είναι ο πιο πιθανός τύπος σκοτεινής ύλης.

Η σύλληψη του καλλιτέχνη δείχνει δύο μαύρες τρύπες που συγχωνεύονται παρόμοιες με αυτές που ανιχνεύθηκαν από το LIGO.
Η σύλληψη του καλλιτέχνη δείχνει δύο συγχωνευμένες μαύρες τρύπες παρόμοιες με αυτές που ανιχνεύθηκαν από το LIGO. Οι μαύρες τρύπες περιστρέφονται με μη ευθυγραμμισμένο τρόπο, πράγμα που σημαίνει ότι έχουν διαφορετικούς προσανατολισμούς σε σχέση με τη συνολική τροχιακή κίνηση του ζεύγους. Το LIGO βρήκε υπαινιγμούς ότι τουλάχιστον μια μαύρη τρύπα στο σύστημα που ονομάζεται GW170104 δεν ήταν ευθυγραμμισμένη με την τροχιακή του κίνηση πριν συγχωνευθεί με τον συνεργάτη του.
LIGO/Caltech/MIT

Οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι η σκοτεινή ύλη δεν αλληλεπιδρά με το φως, αλλά μερικοί άνθρωποι πιστεύουν ότι θα μπορούσε να αλληλεπιδράσει με έναν τύπο σωματιδίου που ονομάζεται νετρίνο. Αυτό σημαίνει ότι οι συγκρούσεις νετρίνων θα μπορούσαν να αποτρέψουν τη δημιουργία της σκοτεινής ύλης στις δομές που αποτελούν τη βάση για τους γαλαξίες, έτσι αυτά τα σωματίδια θα μπορούσαν να σταματήσουν το σχηματισμό γαλαξιών. Αν μπορούσαμε να βρούμε αυτούς τους γαλαξίες που λείπουν, αυτό θα υποστήριζε την ιδέα ότι η σκοτεινή ύλη μπορεί να επηρεαστεί από τα νετρίνα.

Σχετίζεται με

  • Πώς να παρακολουθήσετε την εκτόξευση του τηλεσκοπίου της σκοτεινής ύλης Ευκλείδη αυτό το Σάββατο
  • Η μηχανική εκμάθηση χρησιμοποιήθηκε για την ευκρίνεια της πρώτης εικόνας μιας μαύρης τρύπας
  • Η απόκοσμη εικόνα Hubble με ιστό αράχνης βοηθά στη διερεύνηση της σκοτεινής ύλης

Ωστόσο, είναι δύσκολο να δεις έναν γαλαξία που δεν σχηματίστηκε. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι ερευνητές προτείνουν τη χρήση βαρυτικών κυμάτων που δημιουργούνται σε συγχωνεύσεις μαύρων οπών ως μέτρο. Με λιγότερους γαλαξίες υπάρχουν λιγότερες συγχωνεύσεις και επομένως λιγότερα βαρυτικά κύματα.

Προτεινόμενα βίντεο

Οι προσομοιώσεις δείχνουν ότι αυτή θα μπορούσε να είναι μια αποτελεσματική μέθοδος για την εκμάθηση της σκοτεινής ύλης. Οι τρέχοντες ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων δεν είναι αρκετά ισχυροί για να ανιχνεύσουν αυτά τα μικρά φαινόμενα, αλλά η επόμενη γενιά οργάνων θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για αυτόν τον σκοπό.

«Η σκοτεινή ύλη παραμένει ένα από τα διαρκή μυστήρια στην κατανόησή μας για το σύμπαν», είπε ένας από τους ερευνητές, ο Sownak Bose του Πανεπιστημίου Durham, σε μια δήλωση. «Αυτό σημαίνει ότι είναι ιδιαίτερα σημαντικό να συνεχίσουμε να εντοπίζουμε νέους τρόπους για να εξερευνήσουμε μοντέλα σκοτεινής ύλης, συνδυάζοντας τόσο υπάρχοντες όσο και νέους ανιχνευτές για να δοκιμάσουμε στο έπακρο τις προβλέψεις μοντέλων. Η αστρονομία των βαρυτικών κυμάτων προσφέρει ένα μονοπάτι για την καλύτερη κατανόηση όχι μόνο της σκοτεινής ύλης, αλλά και του σχηματισμού και της εξέλιξης των γαλαξιών γενικότερα».

Η έρευνα ήταν παρουσιάστηκε στην Εθνική Συνάντηση Αστρονομίας του 2023 στις 5 Ιουλίου.

Συστάσεις των συντακτών

  • Η αποστολή Ευκλείδης ξεκινά για να διερευνήσει τα μυστήρια της σκοτεινής ύλης
  • Η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα εκτοξεύει πίδακα ύλης σε πρώτη εικόνα στο είδος της
  • Το ελικόπτερο Ingenuity βοηθά τους ερευνητές να μάθουν για τη σκόνη στον Άρη
  • Οι αστρονόμοι θέλουν τη βοήθειά σας για να εντοπίσουν κρυμμένες μαύρες τρύπες
  • Η έρευνα επιβεβαιώνει τεράστια μάζα υπερμεγέθους μαύρης τρύπας στο κέντρο του γαλαξία

Αναβαθμίστε τον τρόπο ζωής σαςΤο Digital Trends βοηθά τους αναγνώστες να παρακολουθούν τον γρήγορο κόσμο της τεχνολογίας με όλα τα τελευταία νέα, διασκεδαστικές κριτικές προϊόντων, διορατικά editorial και μοναδικές κρυφές ματιές.