Как Китай может попасть в кротовую нору
На днях в обсерватории LIGO снова зафиксировали гравитационные волны. Как и в первый раз, колебания возникли в процессе слияния двух черных дыр. В результате чего возникла одна гигантская дыра, размеры которой в 21 раз больше, чем у Солнца. Астрономы говорят, что обнаружение гравитационных волн открыло новую эру в изучении космоса, приблизив к разгадке темной материи, которая составляет большую часть массы Вселенной.
Исследователи из Университета Джонса Хопкинса опубликовали в новом номере научного журнала Physical Review Letters статью, в которой говорят, что двойная черная дыра, обнаруженная LIGO, может быть частью темной материи. Несмотря на то, что темной материи почти в четыре раза больше, чем обычной (по оценкам ученых, она составляет 84.5% процента от всей материи), исследовать ее очень сложно. Проблема в том, что темная материя не может испускать электромагнитное излучение и не взаимодействует с ним. Из-за этого такая форма вещества недоступна для прямого наблюдения. Однако эта загадочная субстанция может проявить себя в гравитационном взаимодействии, оказывая влияние на то, как движутся планеты, звезды и галактики. То есть, можно обнаружить ее гравитационные эффекты. Ученые считают, что именно черные дыры, порождающие гравитационные волны и образующиеся при коллапсе звезд, приведут нас к пониманию природы темной материи.
Группа физиков из Университета Джона Хопкинса обратила внимание на размер породивших новую волну гравитации черных дыр, обнаруженных LIGO. Масса черных дыр измеряется в значении, кратному массе Солнца. Как показало компьютерное моделирование, у одной из столкнувшихся черных дыр масса 36 солнечных, а у другой - 29. То есть, они слишком большие, чтобы соответствовать массе обычных черных дыр, но слишком малы, чтобы быть сверхмассивными черными дырами. В то же время оба обнаруженных LIGO объекта соответствуют параметрам так называемых первичных черных дыр, которые образовались не как большинство подобных объектов, из звезд, а в процессе формирования Вселенной. Масса обнаруженных черных дыр соответствуют также массе, предсказанной для темной материи. Во время рождения Вселенной должно было возникнуть множество таких первичных черных дыр. А поскольку темная материя составляет почти 85% Вселенной, первичные черные дыры вполне могут претендовать на роль темной материи.
Две недели назад аналогичную гипотезу выдвинул астрофизик Александр Кашлинский из Центра космических полетов NASA. Он тоже считает, что темная материя - это первичные черные дыры, которые могли существовать почти с самого момента образования Вселенной. Согласно исследованиям, почти сразу после Большого взрыва образовалось огромное количество первичных черных дыр, размером с астероид. Кашлинский полагает, что такие объекты и есть та самая загадочная темная материя, которую мировые ученые безуспешно пытаются поймать еще с 30-х годов прошлого века. Первичные черные дыры, как и темная материя, взаимодействуют с окружающими их телами лишь гравитационно, при этом, подобно темной материи, они не дают излучения. Благодаря гравитационным волнам, которые "ловит" обсерватория LIGO, такие черные дыры можно выявить и исследовать.
Раскрытие тайн темной материи способно кардинально изменить наш мир, а также пересмотреть большинство классических теорий о происхождении Вселенной. Самая волнующая гипотеза состоит в том, что темная материя может быть связана с формированием так называемых кротовых нор - временных туннелей, через которые можно попасть в другие измерения. Впервые существование таких мостов между двумя точками Вселенной предсказали физики Альберт Эйнштейн и Натан Розен.
Согласно недавним исследованиям, вся наша галактика может быть проходимой кротовой норой, через которую космические корабли могут пролетать, как через трубу. Именно к такому заключению пришла команда ученых из Международной школы передовых исследований. В процессе эксперимента исследователи объединили карту распределения темной материи в Млечном Пути с самой последней моделью Большого взрыва, сопоставили данные с гипотезой пространственно-временных тоннелей и в итоге пришли к выводу, что наша галактика содержит временной туннель. А поскольку в формировании галактики первостепенную роль играет темная материя, она наверняка участвовала и в образовании кротовых нор.
Кстати, Китай может стать первой страной, раскрывшей тайны темной материи. Недавно ученые предположили, что темная материя это не частицы, как принято считать, а некое гигантское газоподобное скопление энергии. Соответственно, ее можно обнаружить с помощью специальных приборов, установленных на GPS-спутниках. С этой целью в конце прошлого года Китай запустил серию космических спутников DAMPE для изучения неизведанных космических явлений и взятия проб таинственной темной материи.
Исследования нацелены на изучение проводимости частиц темной материи, их энергии и других показателей. Цель спутников - наблюдение за высокоэнергетическими частицами обычного вещества и фотонами гамма-излучения, которые могут появляться в результате распада неуловимых частиц темной материи.
Китайские ученые ищут темную материю не только в космосе, но и под землей: в рамках проекта PandaX (Particle and Astrophysical Xenon) общей стоимостью $8 млн. они строят подземный коллайдер для выявления и изучения темной материи. Специально спроектированный аппарат, расположенный в подземной лаборатории на глубине 2 400 метров, будет фиксировать и исследовать частицы темной материи. Лаборатория расположена под землей, чтобы избежать влияния космической радиации: такие помехи могут дать ложную информацию о составляющих частицах темной материи.
