Физици: Уловиха тъмна материя, а не просто гравитационни вълни

Физици от Университета Джонс Хопкинс, начело с нобеловия лауреат Адам Рийз, предполагат, че гравитационните вълни са всъщност генерирани от сливането на екзотични черни дупки от тъмната материя и това косвено потвърждава наличието на суперсиметрията.

Авторите на изследването са публикували изводите си в статия в електронната библиотека на Корнелския университет arXiv.org.

Космологът Адам Рийз (Adam Riess), който спечели Нобелова награда за физика през 2011 г. за откритието, че разширяването на Вселената се ускорява, смята, че вълните на пространство-времето, открити от LIGO може да са генерирани не от обикновени черни дупки, а от първични черни дупки. Те са възникнали не в резултат на гравитационен колапс на звезди (по това време е нямало звезди, достигнали този етап), а благодарение на сгъстявания от тъмна материя. Всъщност, според авторите, е засечен сигнал от сливането на черни дупки, състоящи се от тъмна материя.

Първите черни дупки са от тъмна материя

Първичните черни дупки, според най-популярния засега в науката стандартен космологичен модел, са се появили в най-ранните етапи на еволюцията на Вселената в началото на нейното разширение.

Такива първични черни дупки би трябвало да се срещат доста често в далечното минало на вселената, когато материята е била много по-плътна, отколкото е днес. Учените от Университета Джонс Хопкинс смятат, че става въпрос точно за такива черни дупки, защото според съвременните модели масата на първичните черни дупки е в диапазона 10-100 слънчеви маси. Гравитационните вълни, открити от детектора LIGO бяха генерирани от двойка сливащи се черни дупки, чиято маса бе 29 и 36 пъти по-голяма от Слънцето, точно в диапазона на първичните черни дупки.

И още един аргумент - сигналът от сливането на първичните черни дупки може да бъде открит само чрез гравитационно взаимодействие.

Честотата при сливане на първични черни дупки, според авторите, отговаря точно на честота на сигнала, засечен от LIGO.

Всичко това дава основания на авторите, че е възможно засечените гравитационни вълни да са предизвикани от сливането на подобни екзотични гравитационни обекти, а не на "обикновени" черни дупки.

Суперсиметрията и тъмната материя

Най-популярният кандидат за вещество за тъмната материя и съответно, от което може да са се образували първичните черни дупки, са суперсиметричните частици. Учените смятат, че този тип симетрия е съществувала в ранните етапи на Вселената, но после е нарушена.

^{Частиците според минималния супернесиметричен стандартен модел (MSSM) включва частиците от Стандартния модел, пет Хигс бозона, плюс пълен набор от суперпартньори на тези частици. В жълто и червено са показани фермионите (в жълто кварките, я червено лептоните), в синьо и зелено - бозоните.}

Тъмната материя често се разглежда като напълно нова екзотична форма на материята, чиито частици се движат в допълнителни измерения на пространството, те са негови суперсиметрични кванти.

Суперсиметрията прогнозира частица с неутрален заряд, която почти не взаимодейства с други частици. Това описание е подходящо за частица на тъмната материя. Ако частиците на тъмната материя не бяха неутрални, те щяха да разсейват светлината и щяха да са видими. Ако взаимодействаха с нещо друго, щяхме да ги открием. Засега се регистрират само гравитационно

Както обясняват авторите, за да се провери тази теория ще може само ако се натрупат още данни от други сигнали на гравитационни вълни.

Още по темата

24/02/2016

Космос

Разходката по вълните на пространство-времето с Роса

23/02/2016

Физика

5 неща, които не знаете за гравитационните вълни, обяснени от физика Рет Алън

15/02/2016

Космос

Телескопът Ферми откри откъде идват гравитационните вълни

16/12/2015

Физика

Как доказването на Суперсиметрията може да промени разбирането ни за Вселената