Темной материи во Вселенной больше, чем «нормальной». Но никто не знает, что такое темная материя. Ученые пытаются разгадать эту тайну, анализируя поведение Вселенной с разных сторон. Один из них — столкновение (и слияние) сверхмассивных черных дыр.
Исследования используют загадку черных дыр как окно для понимания темной материи
- Ученые исследовали слияние сверхмассивных черных дыр и свойств темной материи, исследуя последнюю проблему парсека;
- Эта проблема описывает сложность преодоления сверхмассивными черными дырами последних 3,2 световых лет, разделяющих их перед столкновением, что предполагает необходимость силы, превосходящей гравитацию, для завершения слияния;
- Новые математические модели предполагают, что частицы темной материи могут генерировать космическое «трение», помогая черным дырам преодолевать последний парсек и сливаться, что бросает вызов предыдущим теориям;
- Исследование предлагает решение последней проблемы парсека и дает представление о природе темной материи, используя слияние черных дыр как окно для понимания загадочных частиц.
Недавние исследования использовали одну загадку, чтобы начать разгадывать другую. Когда дело доходит до этого космического танца колоссов, возникает загадка последнего парсека. И ключом к ее решению может стать темная материя, указывает исследование, опубликованное в журнале. Письма физического осмотра в июле.
Исследования используют черные дыры для понимания темной материи – и наоборот
Решение последней проблемы парсека — важный шаг в понимании Вселенной. А еще это помогает лучше понять природу темной материи. Чтобы решения имели смысл в вашей голове, вам необходимо понимать части проблем. Тогда пойдем к ним.
Последняя проблема парсека при столкновении черной дыры
В столкновении (и слиянии) сверхмассивных черных дыр задействована загадочная сила – это последняя проблема парсека (Изображение: NOIRLab/NSF/AURA)
Представьте себе две сверхмассивные черные дыры, вращающиеся вокруг друг друга в центре галактики. Ученых интригует загадка: почему эти черные дыры, подойдя очень близко, в конечном итоге сливаются?
Последний парсек — это расстояние, разделяющее эти черные дыры перед их столкновением. Это небольшое расстояние по космическим меркам (3,2 световых года), но достаточно большое, чтобы стать препятствием для термоядерного синтеза.
Гравитации будет недостаточно, чтобы преодолеть этот последний барьер и заставить черные дыры объединиться. Поэтому учёные полагали, что какая-то неизвестная сила сблизила этих космических гигантов. Эта таинственная сила и была проблемой последнего парсека.
Читать далее:
Темная материя как решение финальной проблемы парсека
Рассмотрение взаимодействия между частицами темной материи может решить последнюю проблему парсека (Изображение: KIPC/SLAC/AMNH)
Новые математические модели, предложенные в рассматриваемом исследовании, показывают, что частицы темной материи, взаимодействующие друг с другом, могут решить окончательную проблему парсека.
Согласно исследованию, частицы темной материи, которые накапливаются вокруг сверхмассивных черных дыр, могут создавать своего рода космическое «трение», замедляющее черные дыры и заставляющее их приближаться все ближе и ближе, пока они, наконец, не столкнутся.
Мы показываем, что включение ранее игнорируемого эффекта темной материи может помочь сверхмассивным черным дырам преодолеть этот последний парсек разделения. Наши расчеты объясняют, как это может произойти, в отличие от того, что считалось ранее.
Гонсало Алонсо-Альварес, физик из Университета Торонто, в интервью на сайте учреждения
Решение последней проблемы парсека и природы темной материи
Лучшее понимание столкновений между черными дырами может улучшить понимание природы темной материи (Изображение: Институт астрофизики Макса Планка)
Изучая, как темная материя влияет на слияние черных дыр, исследователи смогут получить больше информации о природе загадочного вещества, составляющего большую часть материи во Вселенной.
«Мы обнаружили, что эволюция орбит черных дыр очень чувствительна к микрофизике темной материи, и это означает, что мы можем использовать наблюдения за слияниями сверхмассивных черных дыр, чтобы лучше понять эти частицы», — объясняет физик Алонсо-Альварес.
Кроме того, результаты, полученные в ходе исследования, могут быть использованы для понимания гало темной материи, окружающих галактики по всей Вселенной. В конце концов, чтобы решить последнюю проблему парсека, частицы должны взаимодействовать в галактическом масштабе. Это был шаг к тому, чтобы, наконец, сделать неизвестное менее загадочным.