LIGO mohlo objevovat temnou záležitost na nehodě

Když vědci pracující v observatoři laserového interferometru gravitační vlny (LIGO) objevili v únoru gravitační vlny, znamenalo to konec století trvajícího hledání něčeho, co fyzici znali, ale nedokázali se přesně určit a identifikovat.

Možná jsme narazili na vzácný drahokam s tímto objevem a nechtěně zabili dva 100 let staré ptáky jedním kamenem. Nový dokument napsaný fyziky na Johns Hopkins University a publikován v Fyzická recenze dopisů zkoumá, zda sloučení černých děr, které produkovalo gravitační vlny a bylo pozorováno LIGO, obsahovalo také signál, který potvrzuje existenci temné hmoty.

Tmavá hmota, nejprve hypotéza v 1922, tvoří 85 procenta veškeré hmoty ve vesmíru. Ale na rozdíl od běžné hmoty ji vědci nikdy nedokázali pozorovat a měřit. Víme, že existuje, protože jsme viděli nějaké podivné věci, které se dějí ve vesmíru a které by mohly být jen výsledkem masivního hromadění hmoty, které vytváří gravitační efekt. Bohužel, to zůstává skryté - a vědci strávili prakticky století hledají to bezvýsledně.

V únoru vědci použili dvojici interferometrů k pozorování extrémně slabých signálů - cvrlikání - které jsou výsledkem gravitačních vln (v podstatě vlnky v časoprostoru vzniklé při vysokoenergetických událostech). V tomto případě se jednalo o dvě černé díry - každá asi třicetkrát hmotnější než naše slunce - se srazila do další 1,3 miliardy světelných let od Země. Tato kolize uvolnila v energetice 5,3 × 10 ^ 47 joulů.

Výzkumný tým JHU začal uvažovat, zda signál LIGO obsahuje i něco více - něco, co souvisí s temnou hmotou. Celé vyšetřování se zaměřuje na něco, co se nazývá prapůvodní černé díry (PBHs) - hypotetický, který nejprve napsal Stephen Hawking v roce 1971 a který naznačuje, že raný vesmír se skládal z několika různých hustých oblastí zásobených syrovými kosmickými materiály, které tvoří hvězdná těla. Zatímco normální černé díry jsou výsledkem zhroucených hvězd, PBH byly tyto oblasti, které se samy o sobě zhroutily. Tak, časné hvězdy by se tvořily blízko těchto PBHs, který být malý dost podporovat často kolem galaktického halo - část galaxie kde temná hmota je myšlenka primárně existovat.

Ačkoli myšlenka, že PBH jsou opravdu venku, se v posledním desetiletí ponořila do ponoru, někteří fyzici si stále myslí, že by mohli být možná. Tým JHU nemusí nutně poskytnout žádný důkaz, že signál LIGO ilustruje temnou hmotu; namísto toho dospěli k závěru, že měření nevylučují představu předpokládané míry slučování PBH v rámci galaktického halo.

„Rozlišování toho, zda každá jednotlivá událost (gravitační vlna), nebo dokonce nějaká populace událostí, pochází z PBH temné hmoty nebo více tradičních astrofyzikálních zdrojů, bude skličující. Přesto existují některé vyhlídky. Frakce PBH budou zřejmě distribuovány spíše jako halo (halo) malých rozměrů, a proto je méně pravděpodobné, že budou nalezeny v nebo blízko světelných galaxií než black hole fúzí z tradičních astrofyzikálních zdrojů. “

Jinými slovy, nemůžeme ještě dospět k závěru, že signál LIGO nebyl způsobené PBH spojenou s tmavou hmotou. Tým JHU navrhuje zaměřit studie na astrofyzikální hmoty v galaktických halo, které nemohou být přesvědčivě spojeny se známými zdroji.

Jedna věc je jistá: hledat temnou hmotu je ještě divnější.