LIGO ar fi putut descoperi materia întunecată în caz de accident

Atunci când oamenii de știință care lucrează la Observatorul cu unde de undă gravimetrică (LIGO) au descoperit undele gravitaționale în februarie, a marcat sfârșitul unei căutări de un secol pe care fizicienii știau că au existat, dar nu au reușit să le identifice.

Poate că am căzut pe o piatră prețioasă rară cu această descoperire și am ucis din greșeală două păsări de 100 de ani cu o singură piatră. O lucrare nouă scrisă de fizicieni la Universitatea Johns Hopkins și publicată în Scrisori de examinare fizică investighează dacă fuziunea cu gaura neagră care a produs valuri gravitaționale și a fost observată de LIGO conținea, de asemenea, un semnal care confirmă existența materiei întunecate.

Materia întunecată, ipotetizată mai întâi în 1922, reprezintă 85% din toată materia în univers. Dar spre deosebire de materia obișnuită, oamenii de știință nu au reușit niciodată să o respecte și să o măsoare. Știm că există, pentru că am văzut lucruri ciudate care se întâmplă în univers, care ar putea fi doar rezultatul unei acumulări masive de materie, creând un efect gravitațional. Din păcate, aceasta rămâne ascunsă - și oamenii de știință au petrecut practic un secol în căutarea fără rezultat.

În februarie, oamenii de știință au folosit o pereche de interferometre pentru a observa semnalele extrem de leșin - chirps - care rezultă din valurile gravitaționale (în esență, valuri în timpul spațiului produse de evenimentele de mare energie). În acest caz, au fost două găuri negre - fiecare de aproximativ 30 de ori mai masive decât soarele nostru - care se ciocnesc unul în celălalt 1,3 miliarde de ani-lumină de la Pământ. Această coliziune a eliberat 5,3 × 10 ^ 47 jouli în energie.

Echipa de cercetare a JHU a început să se întrebe dacă semnalul LIGO conținea și ceva mai mult - ceva legat de materia întunecată. Întreaga anchetă se concentrează în jurul a ceva numit găuri negre primordiale (PBHs) - o ipotetică întâlnită de Stephen Hawking în 1971, care sugerează că universul timpuriu era alcătuit din mai multe regiuni dense diferite, stocate cu materiile cosmice brute care alcătuiesc corpuri stelare. În timp ce găurile negre normale sunt rezultatul unor stele în colaps, PBS s-au prăbușit aceste regiuni pe ei înșiși. Astfel, stelele timpurii s-ar fi format aproape de aceste PBS, care sunt suficient de mici pentru a susține frecvent în jurul haloului galactic - partea unei galaxii în care se crede că materia întunecată există în primul rând.

Deși ideea că PBS-urile se află într-adevăr acolo, sa făcut o scufundare în ultimul deceniu sau cam asa ceva, unii fizicieni încă mai cred că ar fi posibil. Echipa JHU nu oferă neapărat dovezi afirmative că semnalul LIGO ilustrează materia întunecată; în schimb, acestea concluzionează că măsurătorile nu exclude noțiunea de rată anticipată pentru fuziunea PBH într-un halou galactic.

"Distincția dacă orice eveniment individual eveniment gravitațional sau chiar o anumită populație de evenimente este din PBH materia întunecată sau mai multe surse astrofizice tradiționale va fi descurajantă. Totuși, există câteva perspective. Se pare că fuziunile PBH vor fi distribuite mai mult ca halouri de dimensiuni reduse și astfel sunt mai puțin probabil să fie găsite în sau în apropierea galaxiilor luminoase decât fuziunile gaura neagră din surse mai tradiționale astrofizice ".

Cu alte cuvinte, nu putem concluziona încă că semnalul LIGO nu a fost cauzate de un PBH asociat cu materia întunecată. Echipa JHU sugerează să se concentreze studiile asupra maselor astrofizice în cadrul halourilor galactice care nu pot fi în mod concludent legate de surse cunoscute.

Un lucru e sigur: căutarea materiei întunecate a devenit mai ciudată.