Крихітні зміни в орбіті Марса можуть вказувати на первісну чорну діру, що пролетіла повз
21. вересень, 2024 в 18:13
Астрономи запропонували новий сміливий детектор темної матерії: планету Марс. Ми знаємо положення Червоної планети з вишуканою точністю, і якби через Сонячну систему проходив певний тип темної матерії, орбіта планети змінилася б на крихітну величину.
Орбіта Марса простягається майже на 250 мільйонів кілометрів від Сонця в найвіддаленішій точці, і зміна становила б лише близько метра, але її можна було б виміряти, розповідають OstanniPodii.com.
Насправді ми не знаємо, що таке темна матерія; ця назва є помилковою. Темна матерія переважає звичайну матерію в п'ять разів, але вона не темна; вона невидима, не взаємодіє ніяким чином, а лише гравітаційно. Одним з можливих компонентів цієї темної матерії є первісні чорні діри — чорні діри, які утворилися всього за кілька миттєвостей після Великого вибуху. Ці чорні діри повинні бути принаймні настільки ж важкими, як астероїд, інакше вони б уже знищили Всесвіт.
Астрономи підрахували, як часто такі чорні діри можуть пролітати по Сонячній системі та що станеться, якщо вони це зроблять. За їхніми підрахунками, щонайменше один такий об'єкт проходив би через внутрішню частину Сонячної системи за десятиліття. Якби випадково він опинився в межах кількох мільйонів кілометрів від Марса, це створило б невелике коливання на орбіті планети, яке з часом виросло б до метрової різниці в небесному шляху Червоної планети.
“Завдяки десятиліттям точної телеметрії вчені знають відстань між Землею і Марсом з точністю близько 10 сантиметрів”, - сказав у своїй заяві співавтор дослідження професор Девід Кайзер з Массачусетського технологічного інституту. “Ми використовуємо переваги цієї високоінструментальної області космосу, щоб спробувати знайти невеликий ефект. Якщо ми його побачимо, це буде реальною причиною продовжувати розвивати цю чудову ідею про те, що вся темна матерія складається з чорних дір, які виникли менш ніж за секунду після Великого вибуху та поширюються у Всесвіті вже 14 мільярдів років”.
Дослідження розпочалося як уявний експеримент про те, що станеться, якщо одна з цих чорних дір (які є мікроскопічними) пролетить на відстані 1 метра від людини. Ця людина була б відштовхнута на 6 метрів від свого місця за одну секунду. З цього вкрай малоймовірного випадку команда почала розглядати, як такий швидкий об'єкт може зачепити мешканців Сонячної системи.
“Ми екстраполювали, щоб побачити, що станеться, якщо чорна діра пролетить повз Землю і змусить Місяць трохи похитнутися”, - пояснив провідний автор дослідження Тунг Тран, який зараз працює в Стенфордському університеті. “Числа, які ми отримали, були не дуже чіткими. У Сонячній системі існує багато інших динамічних чинників, які можуть діяти як своєрідне тертя, що призводить до зменшення коливань”.
Земля і Місяць не підходили як детектори темної матерії, попри те, що ми були тут, але Марс виявився гідним кандидатом. Проте команда хоче провести ще багато симуляцій, щоб перетворити цю ідею на інструмент діагностики наявності первинних чорних дір у Сонячній системі.
“Зараз ми працюємо над моделюванням величезної кількості об'єктів, від планет до місяців і каміння, а також над тим, як вони рухаються в довготривалих часових масштабах”, - пояснила співавтор дослідження Сара Геллер. “Ми хочемо ввести сценарії близьких зустріченй і подивитися на їхні наслідки з більшою точністю”.
Дослідження опубліковане в журналі Physical Review D.