Тайны тёмной материи продолжают беспокоить астрономов всего мира. Мы обнаруживаем её эффекты в скоплении галактик и гравитационном линзировании света внутри галактик, и кажется, что она составляет около 80% материи во Вселенной, но мы до сих пор не обнаружили её на Земле. Так как насчёт того, чтобы хотя бы обнаружить её в нашей Солнечной системе? Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Nature Astronomy, это возможно .
Основная идея проста. Если тёмная материя есть во всей Вселенной, то и в нашей Солнечной системе должна быть тёмная материя. Она должна влиять на орбиты планет, способами, которые мы можем измерить. Проблема в том, что наши наблюдения за движением планет недостаточно точны, чтобы обнаружить эффекты влияния тёмной материи. Даже Меркурий, планета, которая больше всего пострадала бы от наличия тёмной материи вблизи Солнца, не имеет каких-либо измеренных отклонений. Итак, эта новая работа предлагает более точный эксперимент с использованием атомных часов.
Тайны тёмной материи
Поскольку тёмная материя гравитационно взаимодействует с обычной материей, тёмная материя в нашей Солнечной системе должна быть наиболее сконцентрирована вблизи Солнца, так что именно там она окажет наибольшее влияние. Поэтому команда предлагает разместить атомные часы близко к Солнцу и заставить их посылать сигнал другим атомным часам, расположенным дальше. Отправив сигнал между ними, мы могли бы измерить гравитационный эффект в регионе и, возможно, определить плотность тёмной материи вблизи Солнца.
Согласно суперсимметрии, частицы тёмной материи, известные как нейтралино (которые часто называют вимпами), аннигилируют друг с другом, создавая каскад частиц и излучения, включающий гамма-лучи средней энергии. Если нейтралино существуют, гамма-телескоп сможет обнаружить гамма-лучи, связанные с их гибелью.
Эксперимент также может проверить определённые модели поведения тёмной материи, которые утверждают, что тёмная материя состоит из сверхлёгких частиц. Если это правда, то эти частицы будут тонко взаимодействовать с электронами, из-за чего их эффективная масса и сила взаимодействия будут незначительно отличаться. Это, в свою очередь, приведёт к тому, что сигналы атомных часов будут иметь крошечные колебания, которые также можно обнаружить.
Инженерные возможности
Что интересно в этой идее, так это то, что такой эксперимент можно провести с нашими нынешними инженерными возможностями. Маленькие маломощные атомные часы легко доступны, и их можно легко разместить на космическом аппарате. А солнечный зонд Parker уже вращается вокруг Солнца в пределах орбиты Меркурия с 2018 года и вскоре подойдёт к Солнцу ещё ближе. Проведение этого эксперимента является бюджетной задачей, а не инженерной.
Возможно, тайна тёмной материи не будет разгадана в ближайшее время. Слишком много экспериментов не увенчались успехом, и мы всё ещё далеки от понимания деталей её природы. Но новые эксперименты, такие как этот, показывают, что у нас есть больше идей для изучения, и чем больше мы узнаем, тем ближе мы будем либо к доказательству существования тёмной материи, либо к доказательству альтернативной теории.
По информации https://universetoday.ru/2022/12/12/kak-nam-razgadat-tajny-tyomnoj-materii/
