Нова наукова робота міжнародної команди астрофізиків пропонує ще один спосіб виявлення темної матерії у Всесвіті. Відповідно до цієї моделі, частинки можуть знаходитися навколо подвійних чорних дірок, як електрони навколо двох атомів водню в молекулі газу.
А виявити темну матерію можна буде по відмінності між розрахунковими характеристиками гравітаційних хвиль і фактично зафіксованими. Річ у тім, що існуючі моделі не враховують темну матерію, яка оточує подвійні чорні діри. Якщо автори публікації праві, то при підвищенні чутливості детекторів можна зафіксувати ці невеликі розбіжності. Річ у тому, що частки, які знаходяться навколо пари сингулярностей не можуть не вплинути на гравітаційні хвилі.
Оригінальну гіпотезу сформулювали астрофізики Таіші Ікеда (Taishi Ikeda), Лаура Бернард (Laura Bernard), Вітор Кардосо (Vitor Cardoso) і Мігель Зільхао (Miguel Zilhao). Вони працюють в науково-дослідних установах Італії, Франції та Іспанії, а результат їхньої праці опубліковано на порталі arXiv.
У своїй роботі вчені звернулися до подібності будови молекули водню і подвійних чорних дірок. Ядро протію, що складається з одного протона (найпоширенішого ізотопу H) можна описати всього трьома параметрами: масою, спіном і зарядом. Те ж саме справедливо для будь-якої субатомної частки. Як не парадоксально, з точки зору фізики у чорної діри також є всього три фундаментальні характеристики. І вони аналогічні: знаючи її масу, заряд і напрямок обертання, можна розрахувати всі можливі інші параметри цього загадкового об’єкта.
Порівнюючи чорні діри в парних системах, на думку авторів описуваної роботи, не можна не відзначити їх схожість з молекулою водню. Є дві сингулярності – ядра з одного просто описуваного об’єкта, – і є поле навколо них. Точніше, навколо атомів водню в газі таке поле є (електрони), а навколо чорних дір поки не виявлено.
Нова модель має на увазі, що, так само як в газі, навколо двох чорних дір еквівалентної маси можуть бути поля частинок. Оскільки вони ніяк не фіксуються в жодному діапазоні електромагнітного спектра, якщо вони існують, то це темна матерія. Відзначимо, що мається на увазі скалярне поле ймовірних положень частинки. У молекулі водню це електрон, який може знаходитися тільки в чітко обмеженій області навколо двох протонів. Аналогічна область існує навколо подвійних чорних дірок, тільки в набагато більшому масштабі.
Ікеда, Бернард, Кардосо і Зільхао відзначають, що їх модель має серйозні обмеження. Поки не ясно, чи можна її поширити на системи чорних дір, в яких сингулярності мають різну масу. Крім того, вся робота – нехай і обгрунтована, але все ж виключно теоретична побудова. Аргументація авторів спирається на відомі дані про будову Всесвіту в цілому і чорних дірок зокрема.
Незважаючи на відсутність інструментів необхідної точності, їх вдосконалення – лише питання техніки. Цілком можливо, що в найближчі роки оригінальну гіпотезу «гравітаційної молекули» спростують або підтвердять. У будь-якому випадку, це цікавий погляд на методи виявлення темної матерії, потенційно здатний істотно просунути астрофізику вперед.
Натхнення: naked-science.ru