Раскрыт способ найти темную материю

Их исследование, опубликованное в Physical Review Letters, предлагает новый метод обнаружения темной материи через ее воздействие на эти системы. В частности, ученые рассматривают возможность использования будущих космических детекторов гравитационных волн, таких как LISA, для этой цели.

Физики рассмотрели сценарий сверхлегкой темной материи, которая предполагается состоять из частиц, моделируемых как скалярные бозоны. Этот вид темной материи вызывает интерес ученых из-за своих потенциальных влияний на гравитационные явления в галактиках. Путем изучения эффектов этой сверхлегкой темной материи на системы EMRI, исследователи надеются расширить наши знания о природе темной материи и ее роли в формировании космических структур.

При изучении систем EMRI (экстремальные массовые отношения инерциальных наблюдаемых) ученые обнаружили, что частицы, создающие скалярное поле, играют ключевую роль во взаимодействии с гравитационными волнами. Эти частицы плавно распределены в пространстве и способны вызывать фазовые сдвиги в гравитационных волнах, излучаемых системами EMRI. EMRI, в свою очередь, представляют собой сочетание сверхмассивной черной дыры (SMBH) и меньшего астрономического тела, такого как звезда или другая черная дыра.

Полностью релятивистский подход, примененный учеными для анализа поведения систем EMRI, оказался необходимым, поскольку ньютоновские модели не способны учесть экстремальные гравитационные эффекты. Используемый метод исследования позволил ученым изучить, как системы EMRI теряют энергию через гравитационные волны и взаимодействие с окружающей средой, включая скалярное поле.

Это открытие имеет значительное значение для понимания динамики систем EMRI и их влияния на окружающую среду. Дальнейшие исследования в этой области могут привести к новым открытиям в физике гравитации и помочь расширить наши знания о взаимодействии черных дыр с другими астрономическими объектами.

Исследование показало, что влияние меньших черных дыр на сверхлегкую темную материю может оказывать значительное воздействие на сигналы гравитационных волн. Этот эффект вызван плотным следом, создаваемым вращающимися черными дырами вокруг сверхмассивных черных дыр. Такие изменения в поведении волн могут быть обнаружены при помощи современных детекторов, таких как LISA.

Кроме того, исследование подчеркнуло различия между размытыми формами темной материи и бозонными облаками. В частности, взаимодействие размытой темной материи с окружающим пространством приводит к потере энергии на больших расстояниях от черных дыр, в то время как рассеяние энергии в бозонных облаках сильно зависит от их конкретного окружения.

Эти результаты глубже раскрывают сложные процессы, происходящие вблизи черных дыр и их взаимодействие с темной материей. Понимание этих механизмов может пролить свет на фундаментальные аспекты гравитационной физики и структуры вселенной.

Исследователи утверждают, что понимание природы темной материи является ключом к раскрытию многих загадок Вселенной. Они также отмечают, что дальнейшие исследования в этой области могут привести к новым открытиям и пересмотру существующих теорий.

Помимо этого, команда ученых планирует расширить свои исследования на изучение взаимодействия темной материи с другими астрономическими объектами. Это позволит им более глубоко погрузиться в тайны Вселенной и понять, как темная материя влияет на формирование различных структур в космосе.

В заключение, ученые надеются, что их работы приведут к новым открытиям и позволят расширить наше знание о том, как устроена Вселенная. Они считают, что дальнейшие исследования могут пролить свет на роль темной материи не только в формировании галактик, но и в создании всего космического масштаба.

Источник и фото - lenta.ru