Москва C

Последние новости

13:20
60 минут
12:27
Вечер с Владимиром Соловьевым
04:43
Индия готова вернуться к вопросу о российских Су-57
04:02
Эксперт: ракета "Буревестник" станет оружием возмездия России в ядерной войне
03:25
В аэропорту Шереметьево восемь человек пострадали во время эвакуации из самолета
02:43
Джавад Зариф предложил США решение для отмены санкций против Ирана
00:59
Война танкеров, судьба СВПД: проблемы Ирана грозят перерасти в мировые
00:45
Shell пообещала Путину открывать по одной автозаправке в неделю
00:20
Иран не подтвердил сообщения о сбитом американцами беспилотнике
23:25
В Турцию прибыл очередной самолет с компонентами С-400
22:43
Трамп: американский корабль сбил иранский беспилотник в Ормузском проливе
20:57
Стратегия интеграции и сближения Минска с Москвой: Путин и Лукашенко готовы к новым решениям
20:57
В Пензенской области подростки избили девочку и снимали все это на видео
20:19
Могут быть причастны к другим преступлениям: арестован второй подбросивший наркотики росгвардеец
20:11
Путин дал российское гражданство итальянскому бизнесмену
19:40
Дания одобрила газопровод в Польшу
19:33
Трое детей и четверо взрослых погибли в страшном ДТП в Тыве
19:29
В Мюнхене пропали две россиянки, возбуждено уголовное дело
19:14
Лавров: упрощенное гражданство для жителей Донбасса не нарушает международное право
19:12
С октября в суды можно будет подавать коллективные иски по тарифам ЖКХ
19:05
22 года колонии получили четыре полицейских из Карачаево-Черкесии
18:59
МИД РФ: отказ в выдаче виз американским учителям — ответные меры Вашингтону
18:37
Роскомнадзор оштрафовал Google за отказ фильтровать трафик
18:36
Арестован подбросивший наркотики подростку росгвардеец
17:56
В Google Play пометят "недетские" приложения
17:49
Новый владелец "Рустави 2" уволил старого гендиректора
17:40
Международный день бокса на Красной площади готовит рекорд
17:22
Германия вслед за США увидела угрозу в FaceApp
17:16
Google и Facebook следят за пользователями через порносайты
17:02
Путин: урегулирование в Донбассе возможно лишь при контактах Киева с ДНР и ЛНР
16:55
Женщинам в Иране не придется переодеваться, чтобы посмотреть футбол
16:53
Трамп проявил личный интерес к облачному контракту Пентагона
16:51
Россия и Китай построят лунную станцию в 2023 году
16:43
"Верхнее" и "нижнее" давление одинаково влияют на риск инфаркта и инсульта
16:35
Макрон приедет в Москву на празднование 75-летия Победы
16:17
В российских вузах появятся квоты для белорусов, а в Минске будут проводить ЕГЭ
16:02
Российские истребители могут заменить американские в ВВС Турции
Больше новостей
» » Нейтронные звёзды помогут понять, обладает ли тёмная материя неведомой силой

Нейтронные звёзды помогут понять, обладает ли тёмная материя неведомой силой

Космос
494
0
Пара из пульсара и белого карлика может послужить "зондом" для сил, действующих со стороны тёмной материи. Иллюстрация Casey Reed / NASA.

Учёные предложили способ выяснить, существуют ли силы, которые не проявляют себя во взаимодействии обычной материи и "всплывают", только когда речь заходит о тёмной. Речь идёт о дополнительном притяжении или отталкивании, которое добавляется к гравитации.

Команда во главе с Лицзин Шао (Lijing Shao) из Института радиоастрономии имени Макса Планка предлагает изучить с этой целью орбиты двойных систем с пульсарами. Метод и первые результаты наблюдений описаны в научной статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.

Напомним, что, насколько нам известно, существует лишь четыре фундаментальных взаимодействия, к которым и сводится всё многообразие действующих в природе сил. Это сильное, слабое, электромагнитное и гравитационное взаимодействие.

Первые два проявляются лишь на расстояниях меньше диаметра атомного ядра. Электромагнитные силы действуют между заряженными частицами. Они порождают такие на первый взгляд разные явления, как, например, притяжение железа к магниту, упругость твёрдых тел и силу трения. Однако подобные силы не влияют на движение астрономических объектов, таких как планеты, звёзды или галактики. Поэтому единственной силой, которую нужно принимать во внимание астроному, рассчитывающему движение небесных тел, является гравитация.

Такие результаты были получены при изучении всех открытых человечеством частиц. Однако большинство специалистов уверено, что существует ещё и тёмная материя, состоящая из неизвестных науке частиц, и на неё приходится 80% массы вещества во Вселенной.

Что, если тёмная материя действует на траектории небесных тел не только посредством гравитации, но и через неведомую пятую силу? Такую возможность нельзя исключать, когда речь идёт о гипотетических частицах с неизвестными свойствами.

Проверить эту заманчивую версию можно так. Лучше всего протестированной моделью гравитации на сегодняшний день является общая теория относительности (ОТО). Она даёт подробные прогнозы траекторий небесных тел. Нужно устроить тест одного из её базовых предсказаний в двух ситуациях: когда влиянием тёмной материи заведомо можно пренебречь и когда оно значительно. Если результаты совпадут, можно сказать, что в обоих случаях задействована только гравитация, описываемая ОТО. Если же второй случай будет отличаться от первого, это можно понимать так, что со стороны тёмной материи на небесные тела действует не только гравитация, но и какая-то дополнительная сила притяжения или отталкивания.

На эту роль хорошо подходит принцип, установленный ещё Галилеем и позже подтверждённый в ОТО: в заданном гравитационном поле ускорение свободного падения одинаково для всех тел независимо от их массы, состава и внутреннего строения. Это означает, что инертная масса (определяющая, какую силу нужно приложить к телу, чтобы придать ему данное ускорение) равна гравитационной (создающей силу тяготения). Последнее утверждение известно как слабый принцип эквивалентности.

В 2017 году оно было проверено с помощью искусственного спутника Земли с погрешностью не более одной триллионной доли процента. В данном случае, по мнению большинства специалистов, влиянием тёмной материи можно было пренебречь, поскольку расстояние от Земли до спутника в астрономических масштабах невелико, и между ними мало тёмной материи.

Влияние загадочной субстанции можно было бы обнаружить, изучая орбиту Луны. Но здесь слабый принцип эквивалентности проверен "всего лишь" с точностью до тысячных долей процента, и то лишь благодаря установленным на поверхности Селены зеркалам. Отражённый ими лазерный луч позволяет выяснить дистанцию между Землёй и Луной с погрешностью менее сантиметра.



Новый тест, предложенный группой Шао, связан с изучением орбиты двойной системы, один из компонентов которой является пульсаром. До сих пор никто не использовал нейтронные звёзды для поиска пятой силы со стороны тёмной материи.

"Есть две причины, по которым двойные пульсары открывают совершенно новый способ тестирования такой пятой силы между обычной материей и тёмной материей, – говорит Шао в пресс-релизе исследования. – Во-первых, нейтронная звезда состоит из вещества, которое невозможно создать в лаборатории, во много раз плотнее атомного ядра и состоящего почти полностью из нейтронов. Более того, огромные гравитационные поля внутри нейтронной звезды в миллиард раз сильнее, чем у Солнца, в принципе могли бы значительно усилить взаимодействие (нейтронной звезды) с тёмной материей".


Напомним, что сигналы от пульсаров приходят со строгой периодичностью, иногда с точностью до наносекунд. Из-за движения нейтронной звезды по орбите время прихода импульсов сдвигается, что и позволяет восстановить параметры траектории. Орбиты самых стабильных пульсаров могут быть рассчитаны с погрешностью менее 30 метров.

Особенно подходящей в этом смысле является нейтронная звезда PSR J1713+0747, находящаяся на расстоянии около 3800 световых лет от Земли. Это один из наиболее стабильных пульсаров, известных человечеству, а период между импульсами составляет лишь 4,6 миллисекунды. PSR J1713+0747 составляет двойную систему с белым карликом. Особенно удачно, что период орбитального движения пульсара составляет целых 68 земных суток.

Поясним, что чем больше период обращения, тем чувствительнее система к нарушению слабого принципа эквивалентности. В этом разница с обычными тестами предсказаний ОТО, для которых требуются как можно более тесные системы.

У пульсара и белого карлика разная масса и разное внутреннее строение. Гравитации, согласно ОТО, на это наплевать, и ускорение свободного падения в гравитационном поле тёмной материи для обоих тел будет одним и тем же. А вот если со стороны этой субстанции оказывается ещё какое-то притяжение или отталкивание (та самая гипотетическая пятая сила), придаваемое им дополнительное ускорение может зависеть от этих параметров. В этом случае орбита пульсара будет постепенно меняться.

Чтобы выявить такие изменения, группа Шао обработала результаты более чем 20 лет наблюдений системы в радиотелескопы, входящие в европейский проект EPTA и американский NANOGrav. Никаких изменений орбиты обнаружить не удалось. Это значит, что в случае данной конкретной системы и окружающей её тёмной материи слабый принцип эквивалентности выполняется примерно с той же точностью, что и в "лунном" эксперименте.

Однако дело может быть и в том, что плотность тёмной материи здесь оказалась недостаточно высокой. Идеальным "полигоном" был бы центр Галактики, где тёмная материя скапливается благодаря мощному притяжению со стороны обычного вещества. Исходя из этого, команда ищет подходящий пульсар в пределах 10 парсеков от центра Млечного Пути. Такая находка могла бы увеличить точность эксперимента ещё на несколько порядков.
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.

QR-код адреса страницы:

Внимание! Точка зрения редакции сайта может не совпадать с точкой зрения авторов статей

0 комментариев

Ваше имя: *
Ваш e-mail: *
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Введите два слова, показанных на изображении: