Заповнює 85% Всесвіту, але залишається невидимою, бо не взаємодіє зі світлом: Фізики нарешті виявили невловиму темну матерію, котра нас огортає непомітно (фото)

У вчених є лише непрямі докази того, що темна матерія існує, але потрібні прямі. Нове дослідження припускає, що таємничу речовину було виявлено ще 2019 року.

Отримання прямих доказів існування темної матерії стане історичним відкриттям. Тепер фізики вважають, що вони, можливо, такі докази отримали і ховаються вони в гравітаційних хвилях. Це пульсації в тканині простору-часу, що виникли під час зіткнення і злиття чорних дір. Ці об'єкти, як припускають, оповиті хмарою з темної матерії і гравітаційні хвилі містять у собі відбиток впливу загадкової речовини.

Моделювання темної матерії та чорних дір, що випускають гравітаційні хвилі

Альберт Ейнштейн на початку XX століття припустив, що зіткнення і злиття чорних дір, а також нейтронних зірок, створює гравітаційні хвилі. Вони поширюються космосом майже зі швидкістю світла і їх можна зафіксувати на Землі. Лише 2015 року фізики вперше виявили гравітаційні хвилі, що виходять від злиття чорних дір. Відтоді було виявлено сотні сигналів гравітаційних хвиль, кожен з яких містить інформацію як про подію злиття, так і про масу та інші характеристики тих, хто брав у ньому участь.

Автори дослідження вирішили з'ясувати, чи можуть сигнали гравітаційних хвиль містити й іншу інформацію, наприклад, про темну матерію. Це дивна речовина, яка, як вважається, заповнює 85% Всесвіту, але залишиться невидимою, адже вона не взаємодіє зі світлом. Темна матерія, як вважається, взаємодіє зі звичайною матерією, що складається з відомих частинок, лише за допомогою гравітації. Саме гравітаційним впливом темної матерії пояснюються деякі важливі астрономічні явища. У вчених є лише непрямі докази того, що темна матерія існує, але потрібні прямі.

Згідно з однією з теорій, темна матерія складається з надзвичайно легких частинок, маса яких значно менша за масу електрона. Ці частинки, як припускають фізики, створюють поле і разом можуть поводитися як хвиля в екстремальних умовах, зокрема, поруч із чорними дірами.

Відомо, що обертання чорних дір захоплює за собою сам простір-час, тому енергія обертання може впливати на хмари з темної матерії, якими оповиті чорні діри, вважають фізики.

Водночас хмари з темної матерії повинні змінювати динаміку чорних дір під час їхнього зіткнення. Таким чином у гравітаційних хвилях має зберегтися характерний відбиток темної матерії, як припускає нове дослідження.

Фізики створили моделювання, щоб з'ясувати, яку форму матимуть гравітаційні хвилі під час руху крізь темну матерію, а не через порожній простір. Після цього вони вивчили десятки сигналів гравітаційних хвиль і виявили одну подію, яка найбільше відповідає моделюванню. Цей сигнал гравітаційних хвиль було виявлено 2019 року, і припускають, що злиття чорних дір відбулося в хмарі з темної матерії.

Це означає, що фізики, можливо, нарешті виявили невловиму темну матерію. І все ж автори дослідження кажуть, що потрібно ще кілька разів перевірити отримані результати.