|
Черная дыра приближается к нашей системе каждые 10 лет
|
|
|
|
Новое исследование показало, что если микроскопические черные дыры, образовавшиеся через долю секунды после Большого взрыва, существуют, как подозревают некоторые исследователи, то по крайней мере одна из них может пролетать через Солнечную систему за десятилетие, создавая крошечные гравитационные искажения, которые ученые могут обнаружить.
|
|
|
|
Эти результаты свидетельствуют о том, что если астрономы смогут обнаружить и подтвердить существование таких гравитационных возмущений, они, возможно, смогут разгадать тайну природы темной материи, невидимого материала, который, как подозревают многие исследователи, составляет около пяти шестых всей материи в космосе.
|
|
|
|
Многие исследователи предполагают, что темная материя может состоять из неизвестных частиц, но до сих пор ни в одном эксперименте не были обнаружены новые частицы, которые могли бы быть темной материей. Таким образом, одной из альтернатив, которую ученые изучают для объяснения темной материи, являются так называемые первичные черные дыры, существующие с незапамятных времен.
|
|
|
|
Предыдущие исследования показали, что около 86% материи во Вселенной состоит из практически невидимой субстанции, называемой темной материей. Ученые делают вывод о существовании темной материи на основе ее гравитационного воздействия на повседневную материю и свет, но в настоящее время остается неясным, из чего она может состоять.
|
|
|
Черные дыры получили свое название из-за их огромного гравитационного притяжения, которое настолько сильно, что даже свет не может вырваться наружу. Если черная дыра не выдает своего существования — например, не разрывает звезду на части, — она может остаться незамеченной на фоне черноты космоса.
|
|
|
|
За прошедшие десятилетия астрономы обнаружили множество черных дыр, от черных дыр звездной массы, обычно примерно в пять-10 раз превышающих массу Солнца, до сверхмассивных черных дыр размером от миллионов до миллиардов солнечных масс. Напротив, в новом исследовании рассматривались первичные черные дыры, масса которых, как предполагают предыдущие исследования, может составлять всего лишь около массы типичного астероида, то есть от 110 до 110 миллионов миллиардов тонн (от 100 до 100 миллионов миллиардов метрических тонн).
|
|
|
|
"Черные дыры, которые мы рассматриваем в нашей работе, по меньшей мере в 10 миллиардов раз легче Солнца и по размеру едва превышают атом водорода", - рассказала соавтор исследования Сара Геллер, физик-теоретик из Калифорнийского университета в Санта-Крузе Space.com.
|
|
|
|
Черные дыры возникают, когда объект настолько плотен, что разрушается под действием собственной гравитации. Предыдущие работы предполагают, что вскоре после Большого взрыва, еще до того, как Вселенная значительно увеличилась в размерах, случайные колебания плотности материи в новорожденном космосе привели к тому, что некоторые сгустки стали достаточно плотными, чтобы образовать черные дыры.
|
|
|
|
Предыдущие исследования предполагали, что первичные черные дыры, сохранившиеся до наших дней, могли составлять большую часть или всю темную материю. Основываясь на этой работе, в новом исследовании изучалось, как часто первичные черные дыры могут пролетать через Солнечную систему и могут ли они оказывать воздействие, которое ученые могли бы обнаружить на видимых объектах.
|
|
|
|
"Если вокруг много черных дыр, то некоторые из них наверняка время от времени проходят через наш задний двор", - сказал Геллер.
|
|
|
|
Первоначально исследователи "думали о том, что могло бы произойти, если бы черная дыра пробила земную кору, или прошла через нашу атмосферу, или оставила кратер на Луне", - сказал Геллер. "Мы даже спросили себя, что произошло бы, если бы одна из этих крошечных черных дыр попала в человека".
|
|
|
|
Однако "каждая из этих идей сталкивалась с одной и той же проблемой", - пояснил Геллер. "Человек, Луна или даже Земля - это очень маленькая цель в бескрайнем космосе, и вероятность того, что черная дыра когда-либо попадет в них напрямую, ничтожно мала".
|
|
|
|
Вместо этого "нам нужна была система, достаточно большая для того, чтобы черные дыры могли регулярно проходить мимо нас, но достаточно точно измеренная, чтобы мы могли увидеть какой-то эффект", - сказал Геллер. "Именно тогда мы начали задумываться об очень точно измеренных орбитах объектов в Солнечной системе". В принципе, гравитационное притяжение первичной черной дыры "может вызвать колебания орбит объектов в Солнечной системе, которые достаточно велики, чтобы мы могли их измерить".
|
|
|
|
В итоге ученые сосредоточились на первичных черных дырах, пролетающих вблизи внутренних планет Солнечной системы — Меркурия, Венеры, Земли и Марса. Они обнаружили, что если первичные черные дыры существуют, то их может быть достаточно много, чтобы хотя бы одна пролетала мимо внутренних планет раз в десятилетие. Они добавили, что, возможно, уже произошло несколько облетов, поскольку появились технологии, способные обнаруживать такие возмущения.
|
|
|
|
Геллер предупредил, что "мы не делаем никаких заявлений о том, что первичные черные дыры определенно существуют, что они составляют большую часть или всю темную материю, или что они определенно находятся здесь, в нашей солнечной системе". Вместо этого они говорят, что если первичные черные дыры существуют и составляют большую часть темной материи, "то человек должен путешествовать по внутренней части Солнечной системы каждые от одного до 10 лет".
|
|
|
|
Ученые также отметили, что их выводы основаны на относительно простом компьютерном моделировании, которое не обладает точностью, необходимой для анализа реальных данных, касающихся внутренних орбит Солнечной системы.
|
|
|
|
"Чтобы сделать окончательные выводы, нам нужно поработать с коллегами, которые специализируются на моделировании солнечной системы с использованием гораздо более сложных вычислительных методов", - сказал соавтор исследования Бенджамин Леманн, физик-теоретик из Массачусетского технологического института Space.com. Он добавил, что им также необходимо точно определить, как определить, что может быть реальным сигналом о первичной черной дыре, а что может просто попадать в диапазон погрешности, ожидаемой от любого измерения.
|
|
|
|
В настоящее время ученые обсуждают возможность сотрудничества с группой моделирования солнечной системы в Парижской обсерватории для анализа существующих орбитальных данных. "Они являются одними из ведущих экспертов в области сложных методов моделирования, которые понадобятся, чтобы сделать этот анализ реальностью", - сказал Леманн. "Как только мы разработаем полную модель, которую можно будет использовать для поиска в реальных данных, нам нужно будет выяснить, какие последующие наблюдения будут наиболее подходящими для любого сигнала, который мы можем зарегистрировать".
|
|
|
|
Такой подход к поиску первичных черных дыр с помощью их гравитационных эффектов "не совсем достаточен для того, чтобы отличить первичную черную дыру от какого-либо другого необычного объекта аналогичной массы", - предупредил Геллер. Она отметила, что если эта стратегия действительно обнаружит потенциальную первичную черную дыру, "мы сможем провести последующие наблюдения, чтобы исключить другие возможности. Астрономы на самом деле удивительно хороши в поиске даже гораздо более легких объектов в нашей Солнечной системе, таких как небольшие астероиды, в то время как прямое наблюдение маленькой черной дыры в телескоп, скорее всего, вообще ничего не покажет".
|
|
|
|
Источник
|
