Главная » Hi-News » Новое исследование ограничивает вклад черных дыр в темную материю

Новое исследование ограничивает вклад черных дыр в темную материю

Согласно данной теории, источником темной материи могут являться первичные черные дыры. Статистический анализ 740 вспышек сверхновых показал, что на черные дыры может приходиться не более 40 процентов объема темной материи, имеющейся во Вселенной, что в свою очередь забивает очередной гвоздь в крышку гроба теории о массивных астрофизических компактных объектах гало. Наблюдение двух американских ученых из Калифорнийского университета в Беркли ставят под сомнение данную теорию.

Исследователи впервые обнаружили предсказанные гравитационные волны, созданные парой столкнувшихся черных дыр. В феврале 2016 года ученые лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO) объявили о новой эре в астрономии. Если не брать в расчет саму удивительную природу открытия, обнаружение гравитационных волн возродило старую теорию о том, что темная материя является производной массивных астрофизических компактных объектов гало (MACHO), ультраплотных объектов, не излучающих свет.

Тема существования темной материи собрала вокруг себя активное обсуждение после того, американский астроном Вера Рубин в 70-х годах, изучая кривые вращения галактик, выявила расхождения между предсказанным круговым движением галактик и наблюдаемым движением (звезды на краю галактик должны вращаться медленнее тех, что находятся ближе к галактическому центру, но наблюдение показало, что скорость вращения внешних и внутренних звезд фактически была одинаковой). Согласно современным предположениям на темную материю может приходиться до 85 процентов объема всей материи Вселенной, однако физики до сих пор эту материю не обнаружили, поэтому не знают, что она собой представляет. Однако вопрос о том, что из себя представляет темная материя по-прежнему оставался и остается открытым. Этот факт, получивший известность как «проблема вращения галактики», стал одним из основных свидетельств в пользу существования темной материи.

Сегодня наиболее популярными являются такие частицы как аксионы или слабовзаимодействующие частицы. За последующие несколько десятилетий было предложено множество кандидатов на роль темной материи. Согласно данной теории, темная материя на самом деле состоит из барионных частиц (частицы обычной материи, которые можно увидеть), двигающихся в межзвездном пространстве, будучи не связанными ни с какой планетной системой и практически (или полностью) не излучающих никакой энергии. Однако предложенными несколькими десятилетиями ранее теорией MACHO объекты (в частности черные дыры) рассматривались в качестве основного источника темной материи. Согласно теории, MACHO могут представлять собой нейтронные звезды, коричневые карлики, планеты-сироты и первичные черные дыры, появившиеся вскоре после Большого взрыва.

Ученые сосредоточили поиск источника темной материи в частицах, однако недавнее открытие LIGO вновь подогрело интерес к черным дырам, как возможному объяснению невидимой темной материи. В 90-х годах теория о MACHO-объектах вышла из моды.

Исходя из этого, исследователи ожидали обнаружить их с помощью эффекта гравитационного микролинзирования. Поскольку MACHO-объекты, согласно теории, не излучают никакой энергии, для наблюдателя эти объекты будут «темными», то есть невидимыми. Этот эффект способен существенно увеличить яркость очень удаленных от нас звезд и позволить увидеть те объекты, которые невозможно увидеть обычными традиционными способами наблюдения. Это феномен искривления световых волн наблюдаемого объекта по отношению к наблюдателю за счет очень мощного гравитационного поля очень плотных и массивных объектов, находящихся между наблюдаемым объектом и наблюдателем. Роль гравитационных линз могут исполнять, например, галактики, галактические скопления, а также те же черные дыры.

Вспышки сверхновых часто используются астрономами для измерения расстояний во Вселенной, поскольку эти объекты обладают невероятной яркостью, которая очень медленно снижается, позволяя провести ее расчеты. Физики Мигель Цумалакрареги и Урош Селяк из Калифорнийского университета в Беркли провели сложный анализ данных 740 вспышек сверхновых – экстремально ярких взрывов звезд, — чтобы проследить за вкладом первичных черных дыр в создании эффекта искривления и усиления света сверхновых. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.

Однако ученые так и не нашли ни одного отклонения, указывающего на микролинзирование на черной дыре. Ученые предполагали, что отклонение в яркости на несколько десятых процентов, указывающее на эффект микролинзирования на черных дырах и объясняющееся массой невидимой темной материи будет обнаружено хотя бы у 8 из 740 наблюдаемых сверхновых.

Согласно подсчетам, даже если черные дыры действительно вносят вклад в феномены, которые связывают с темной материей, то составляет он не более 40 процентов. Выводы исследования не исключают черные дыры в качестве источников темной материи, но существенно ограничивают их вклад в ее объемы внутри Вселенной. По словам авторов, у них на руках уже есть и пока еще не опубликованные результаты более полного анализа, который охватил более 1000 сверхновых и заставляет еще более понизить эту цифру — максимум до 23 процентов.

Что такое темная материя? «Мы снова возвращаемся к обычным дискуссиям. Это задача для следующих поколений», — говорит профессор Урог Селяк. Похоже, хорошие варианты у нас закончились.

Обсудить выводы американских ученых можно в нашем Telegram-чате.

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан
Обязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Ещё про высокие технологии

Ученые создали универсальные имплантаты, которые не будут отторгаться организмом

Причем даже если они сделаны из самого продвинутого инертного материала, гарантии того, что реакции отторжения не произойдет никто не даст. Любые материалы (в том числе и биологические), которые не созданы нашим организмом, в любом случае являются чужеродными и будут отторгаться. ...

3D-принтеры выбрасывают в воздух опасные для здоровья вещества

В их удобстве и пользе нет никаких сомнений, и именно поэтому факт того, что их цена уже достаточно низкая, чтобы они стали доступны множеству медицинских и образовательных учреждений, не может не радовать. Принтеры 3D-печати используются не только для изготовления пластмассовых ...