Å observere "riste" ved å slå sammen sorte hull vil hjelpe forskere å finne ut om det er aksjoner, ultralette partikler av mørk materie, eller andre kandidater for rollen som "naturens sjette styrke." Dette er konklusjonen oppnådd av astronomer som publiserte en artikkel i tidsskriftet Physical Review D.
I lang tid trodde forskere at universet består av saken som vi ser, og som danner grunnlaget for alle stjerner, sorte hull, tåker, støvklynger og planeter. Men de første observasjonene av stjernenes hastighet i nærliggende galakser viste at stjernene i utkanten deres beveger seg i dem med en umulig høy hastighet, som var omtrent 10 ganger høyere enn beregninger basert på massene til alle stjernene i dem.
Årsaken til dette, ifølge forskere i dag, var den såkalte mørke materien - et mystisk stoff, som utgjør rundt 75% av massen av materie i universet. Typisk har hver galakse omtrent 8-10 ganger mer mørk materie enn sin synlige kusine, og denne mørke saken holder stjernene på plass og forhindrer dem i å spre seg.
I dag er nesten alle forskere overbevist om eksistensen av mørk materie, men dens egenskaper, i tillegg til dens åpenbare gravitasjonspåvirkning på galakser og galakse klynger, er fortsatt et mysterium og et tema for kontrovers blant astrofysikere og kosmologer. I lang tid har forskere antatt at den er sammensatt av superheavy og "kalde" partikler - "wimps" som ikke manifesterer seg på noen måte, bortsett fra ved å tiltrekke seg synlige klynger av materie.
Det mislykkede søket etter "WIMPs" de siste to tiårene har ført til at mange teoretikere tro at mørk materie faktisk kan være "lett og fluffy" og bestå av såkalte aksjoner - ultralette partikler som ligner i masse og egenskaper som nøytrinoer. Deres første søk endte også forgjeves, noe som gjør dette usynlige stoffet enda mer mystisk.
Baumann og kollegene har formulert en svært uortodoks måte å finne disse partiklene ved å studere hva som skjer i nærheten av et par roterende sorte hull som forbereder seg på å fusjonere med hverandre.
Som forskerne bemerket, vil bevegelsen deres ha en spesiell effekt på strukturen i den omkringliggende romtiden, og bidra til utseendet til aksjoner og andre ultralette partikler og forhindre gjensidig utslettelse og selvdestruksjon.
Som et resultat vil de sorte hullene være omgitt av en slags "atmosfære" eller "sky" av aksjoner, som forskere kaller denne strukturen. Det vil oppføre seg som et kunstig atom, bremse bevegelsen deres, avgi gravitasjonsbølger og på en spesiell måte påvirke prosessen med sammenslåing.
Salgsfremmende video:
Denne påvirkningen vil på sin side bli spesielt uttalt under den såkalte "ristingen" - en spesiell fase i livet til et nyfødt svart hull, når det dumper overflødig rotasjonsenergi i form av gravitasjonsbølger. På dette tidspunktet ser det ikke ut som en perfekt ball, men som en langstrakt eller strukket ellipse, og gradvis får en "normal" form.
Som beregningene av Baumann og hans kolleger viser, hvis aksjoner eller andre lyspartikler eksisterer, vil skyen deres brått forsvinne etter sammenslåing og under begynnelsen av "jitter", svekke gravitasjonsbølgene som genereres av denne prosessen og introdusere unike forvrengninger i dem.
Kan man finne slike svingninger? Jordbaserte gravitasjonsteleskoper som LIGO og ViRGO er ifølge astrofysikere neppe i stand til å løse dette problemet, siden det vil kreve å finne et par sorte hull i Melkeveien, veldig nær å slå seg sammen. Dette er høyst usannsynlig.
På den annen side skal det orbitale observatorium LISA, som er i stand til å spore supermassive sorte hull i andre galakser, være i stand til å takle denne oppgaven, og finne spor etter alle mulige lyspartikler.
Hvis denne ideen rettferdiggjør seg, vil slike par sorte hull, som forskere mener, bli for oss en slags "gravitasjonskollidere", som er i stand til å virkelig se etter "ny fysikk" utover Standardmodellen.
