|
Использование гравитационных волн для поиска темной материи
|
|
|
|
Используя компьютерное моделирование, международная группа космологов обнаружила, что наблюдения за гравитационными волнами от слияния черных дыр могут раскрыть истинную природу темной материи. Их открытие будет представлено сегодня на Национальном астрономическом собрании 2023 года соавтором доктором Алексом Дженкинсом из Университетского колледжа Лондона. Команда использовала компьютерное моделирование для изучения генерации сигналов гравитационных волн в смоделированных вселенных с различными видами темной материи. Их результаты показывают, что подсчет количества событий слияния черных дыр, обнаруженных обсерваториями следующего поколения, может сказать нам, взаимодействует ли темная материя с другими частицами, что даст нам новое понимание того, из чего она состоит.
|
|
|
|
Космологи обычно считают темную материю одной из самых больших недостающих частей в нашем понимании космоса. Несмотря на убедительные доказательства того, что темная материя составляет 85% всей материи во Вселенной, в настоящее время нет единого мнения о ее основной природе. Это включает в себя такие вопросы, как могут ли частицы темной материи сталкиваться с другими частицами, такими как атомы или нейтрино, или они проходят прямо сквозь них, не затрагиваясь. Чтобы проверить это, посмотрите, как галактики формируются в плотных облаках темной материи, называемых ореолами. Если темная материя сталкивается с нейтрино, структура темной материи становится рассеянной, в результате чего образуется меньше галактик. Проблема с этим методом заключается в том, что любые галактики, которые исчезают, очень малы и очень далеки от нас, поэтому трудно увидеть, есть они там или нет, даже с помощью лучших доступных телескопов.
|
|
|
Вместо того, чтобы напрямую нацеливаться на пропавшие галактики, авторы этого исследования предлагают использовать гравитационные волны в качестве косвенного показателя их численности. Их моделирование показывает, что в моделях, в которых темная материя сталкивается с другими частицами, в далекой Вселенной происходит значительно меньше слияний черных дыр. Хотя этот эффект слишком мал, чтобы его можно было увидеть в текущих экспериментах с гравитационными волнами, он станет главной целью обсерваторий следующего поколения, которые в настоящее время планируются. Авторы надеются, что их методы помогут стимулировать новые идеи использования данных о гравитационных волнах для изучения крупномасштабной структуры Вселенной и прольют новый свет на загадочную природу темной материи.
|
|
|
|
Соавтор доктор Сонак Бозе из Даремского университета сказал: «Темная материя остается одной из непреходящих загадок в нашем понимании Вселенной. Это означает, что особенно важно продолжать поиск новых способов исследования моделей темной материи, сочетающих как существующие, так и новые зонды для полной проверки предсказаний моделей. Астрономия гравитационных волн предлагает путь к лучшему пониманию не только темной материи, но и формирования и эволюции галактик в целом». Маркус Мосбек из Сиднейского университета, еще один соавтор, добавляет: «Гравитационные волны дают нам уникальную возможность наблюдать раннюю Вселенную, поскольку они беспрепятственно проходят через Вселенную, а интерферометры следующего поколения будут достаточно чувствительны, чтобы обнаруживать отдельные события. на огромные расстояния». Другой член исследовательской группы, профессор Майри Сакеллариаду из Королевского колледжа Лондона, сказал: «Данные о гравитационных волнах третьего поколения предложат новый и независимый способ проверить текущую модель, описывающую эволюцию нашей Вселенной, и прольют свет на еще неизвестная природа темной материи».
|
|
|
|
Источник
|
