Краткая история астрономии. Том 11. Темная материя

Глава 11-4-3
У Земли предсказали существование «волос» из темной материи

Ноябрь 2015

Гэри Презо, физик из Лаборатории реактивного движения NASA, обнаружил, что в результате гравитационных взаимодействий темной материи с планетами, вокруг последних могут возникать причудливые объекты, напоминающие волосы. Эти структуры окружают планеты на расстоянии порядка миллиона километров и могут быть использованы для прямого обнаружения темной материи. Исследование будет опубликовано на этой неделе в Astrophysical Journal, кратко о нем сообщает пресс-релиз JPL NASA.

Презо использовал компьютерное моделирование для того, чтобы выяснить, каким образом темная материи может взаимодействовать с различными планетами. Его расчеты показали, что при прохождении потока частиц темной материи сквозь планету он гравитационно фокусируется в очень плотную нить, причем точка фокуса для частиц, прошедших сквозь земное ядро, лежит в миллионе километров от него. Концентрация частиц темной материи в этом фокусе, который физик сравнивает с корнем волоса, в миллиард раз выше, чем в среднем во Вселенной. Те же частицы, которые лишь касаются поверхности Земли, фокусируются в два раза дальше — эту точку автор сравнивает с кончиком волоса.

По словам Презо, у Земли должно быть очень много таких «волосков». Если точно указать на местоположение корня такого объекта, то к нему можно отправить космический аппарат, который получит очень хороший шанс исследовать свойства темной материи. Автор отмечает, что плотность темной материи в корнях Юпитера будет еще в тысячу раз больше.

У исследования есть еще одно неожиданное приложение. Моделирование показало, что любые колебания плотности внутри планеты будут отражаться в виде дефектов в структуре «волос». Это означает, что если ученые научатся анализировать строение этих волос, то из этих данных удастся выяснить детали строения не только Земли, но и других планет Солнечной системы без непосредственного контакта с их поверхностью.

Теория волокнистого строения темной материи — следствие ряда теоретических вычислений, выполненных еще в 1990-х годах. Согласно им, внутри отдельных потоков частицы темной материи движутся с одинаковой скоростью, обращаясь вокруг галактик. Размеры таких потоков могут превосходить размеры нашей Солнечной системы, уточняет Гэри Презо.

Образование этих потоков среди обыкновенного вещества физик сравнивает со смешиванием шоколада и ванильного мороженого — если взять по ложке одного и другого и несколько раз помешать их по кругу, то образуется смесь, в которой, тем не менее, можно различить по отдельности шоколад и мороженое.

Темная материя, по современным представлениям составляет 27 процентов всей материи и энергии Вселенной. Остальные 73 процента делят между собой обычная материя (пять процентов) и темная энергия (все остальное). Ни темная материя, ни темная энергия не были до сих пор обнаружены напрямую, однако их существованием объясняется ряд гравитационных эффектов в галактиках и такой феномен, как ускоряющееся расширение Вселенной.

_{nplus1, 24 ноября 2015, Владимир Королёв}

_{https://nplus1.ru/news/2015/11/24/dark-1M-km-long-hairs}

_{Astrophysical Journal, 2015}

_{Гэри Презо, физик из Лаборатории реактивного движения NASA}

_{http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2015-354&rn=news.xml&rst=4774}