Дослідники хочуть використовувати гравітаційні хвилі, щоб дізнатися про темну матерію

Коли два досить масивні об’єкти стикаються — наприклад, коли дві чорні діри зливаються — сили можуть фактично згинати простір-час, створюючи брижі, які називаються гравітаційні хвилі. Ці гравітаційні хвилі можна виявити навіть на відстані мільйонів світлових років, що робить їх способом дізнатися про далекі, драматичні події у далеких частинах Всесвіту. І тепер команда астрономів винайшла метод використання гравітаційних хвиль для вивчення таємничого явища темної матерії.

Ідея дослідження полягала в тому, щоб створити різні комп’ютерні моделі того, як виглядатимуть гравітаційні хвилі від злиття чорних дір у всесвітах з різними типами темної матерії. Порівнюючи моделі з тим, що ми бачимо в реальному світі, ми можемо дізнатися більше про те, який тип темної матерії найбільш імовірний.

Концепція художника показує дві чорні діри, що зливаються, подібні до тих, які виявив LIGO.
Концепція художника показує дві чорні діри, що зливаються, схожі на ті, які виявив LIGO. Чорні діри обертаються нерівномірно, що означає, що вони мають різну орієнтацію відносно загального орбітального руху пари. LIGO знайшов натяки на те, що принаймні одна чорна діра в системі під назвою GW170104 не була узгоджена з її орбітальним рухом до того, як вона злилася зі своїм партнером.
LIGO/Caltech/MIT

Вчені знають, що темна матерія не взаємодіє зі світлом, але деякі люди вважають, що вона може взаємодіяти з типом частинок, які називаються нейтрино. Це означає, що зіткнення нейтрино можуть запобігти формуванню темної матерії в структурах, які є основою для галактик, тому ці частинки можуть зупинити формування галактик. Якби ми змогли знайти ці «зниклі» галактики, це підтвердило б ідею про те, що нейтрино можуть впливати на темну матерію.

Пов'язані

  • Як спостерігати за запуском телескопа темної матерії Евкліда цієї суботи
  • Машинне навчання використовувалося для підвищення різкості першого зображення чорної діри
  • Моторошне павутинне зображення Хаббла допомагає досліджувати темну матерію

Однак важко побачити галактику, яка б не сформувалася. Ось чому дослідники пропонують замість цього використовувати гравітаційні хвилі, що виникають під час злиття чорних дір, як вимірювання. З меншою кількістю галактик відбувається менше злиття, а отже, менше гравітаційних хвиль.

Рекомендовані відео

Моделювання показує, що це може бути ефективним методом вивчення темної матерії. Сучасні детектори гравітаційних хвиль недостатньо потужні, щоб виявити ці невеликі ефекти, але для цієї мети можна використовувати інструменти наступного покоління.

«Темна матерія залишається однією з незмінних таємниць у нашому розумінні Всесвіту», — сказав один із дослідників Соунак Бозе з Даремського університету в заява. «Це означає, що особливо важливо продовжувати пошук нових способів дослідження моделей темної матерії, поєднуючи як існуючі, так і нові зонди для повної перевірки прогнозів моделі. Гравітаційно-хвильова астрономія пропонує шлях до кращого розуміння не лише темної матерії, а й формування й еволюції галактик у більш загальному плані».

Дослідження було представлений на Національній астрономічній зустрічі 2023 року 5 липня.

Рекомендації редакції

  • Місія Euclid запускається для дослідження таємниць темної матерії
  • Надмасивна чорна діра викидає струмінь матерії на першому в своєму роді зображенні
  • Гелікоптер Ingenuity допомагає дослідникам дізнатися про пил на Марсі
  • Астрономи потребують вашої допомоги, щоб виявити приховані чорні діри
  • Дослідження підтверджують величезну масу надмасивної чорної діри в центрі галактики

Оновіть свій спосіб життяDigital Trends допомагає читачам стежити за динамічним світом технологій завдяки всім останнім новинам, цікавим оглядам продуктів, проникливим редакційним статтям і унікальним у своєму роді коротким оглядам.