Гравитационные волны могут быть связаны с возникновением тёмной материи, которая, в свою очередь, считается гравитационным «клеем», удерживающим галактики вместе. Европейское космическое агентство (ESA) запускает космический зонд LISA, который, наконец-то, сможет пролить свет на неуловимую тёмную материю.
LISA (Laser Interferometer Space Antenna) будет отслеживать в пространстве и времени «рябь», которую дают гравитационные волны, когда они сталкиваются с чёрными дырами. Учёные предположили, что эти взаимодействия, происходящие в самом центре карликовых галактик, напрямую связаны с рождением тёмной материи. Считается, что последняя составляет 85% всей вселенной. Тёмная материя до сих пор остаётся неисследованной — она никогда не наблюдалась учёными непосредственно, и доказательство её существования может помочь экспертам разгадать многие тайны природы космоса.
Ставка на LISA
ESA дал зелёный свет миссии с использованием космической антенны с лазерным интерферометром (LISA) в июне 2017 года. Этому предшествовали десятилетия, наполненные всевозможными препятствиями и срывами сроков запуска проекта. В итоге решено, что LISA будет состоять из трёх одинаковых спутников, вращающихся вокруг Солнца в виде треугольника. Размеры этого пространственного треугольника впечатляют — одна сторона равна 2,5 млн км. Зонд будет следовать за Землёй, двигаясь по своей орбите вокруг Солнца. Спутники связаны между собой лучами лазера. Их задача — наблюдать за тем, как гравитационные волны отклоняют ход этих лазерных лучей.
Даже крошечные искажения, вызванные гравитационными волнами, будут отслеживаться в момент, когда они проходят через лучи лазеров. Учёные предположили, что динамика гравитационных волн поможет им найти дополнительное, скрытое измерение в космосе. Первоначально LISA создавалась только для изучения гравитационных волн, но теперь исследователи утверждают, что такие наблюдения могут помочь раскрыть секреты тёмной материи. Сотрудники Цюрихского университета предлагают сосредоточиться на гравитационных волнах, испускаемых галактиками в тот момент, когда они сталкиваются и сливаются. Учёные провели 120 млн современных компьютерных симуляций, чтобы вычислить то, как звёзды, чёрные дыры и тёмная материя взаимодействуют в момент рождения карликовых галактик. Исследование выявило сильную связь между скоростью слияния чёрных дыр и количеством тёмной материи в центре таких галактик. Отслеживание гравитационных волн, излучаемых сливающимися чёрными дырами, может рассказать о свойствах частиц тёмной материи. Запуск LISA запланирован на 2034 год.
Следите за развитием событий в нашем Телеграм-канале
Что такое тёмная материя
Тёмная материя — гипотетическая субстанция, составляющая основу Вселенной. Загадочный материал невидим, поскольку он не отражает свет. Астрономы знают о его существовании благодаря гравитационному воздействию на материю. Специалисты ESA объясняют наличие этой субстанции посредством метафоры: посветите фонариком в совершенно тёмной комнате, и вы увидите только источник света; но это не значит, что комнаты не существует. Точно так же, считают учёные, известно, что тёмная материя существует, хотя никто никогда не наблюдал её непосредственно. Расчёты показывают, что многие галактики были бы разорваны на части, если бы они не удерживались вместе большим количеством тёмной материи: Вселенная, которую мы наблюдаем, состоит из таких веществ, как атомы и их частицы, всего на 5%.
Что такое гравитационные волны
Учёные рассматривают Вселенную как нечто, состоящее из ткани пространства-времени. Этот постулат соответствует общей теории относительности Эйнштейна, опубликованной ещё в 1916 году. Объекты во Вселенной изгибают эту ткань, и чем больше масса объекта, тем сильнее они сгибают её. Гравитационные волны рассматриваются как рябь в ткани пространства-времени. Они могут быть получены, например, когда чёрные дыры вращаются вокруг друг друга или идёт процесс слияния галактик. Гравитационные волны, как предполагают учёные, возникли во время Большого взрыва. Впервые рябь в пространстве-времени была открыта в 2016 году, и тогда это было воспринято как «самый большой научный прорыв века». Эксперты убеждены, что гравитационные волны открывают «новую дверь» для наблюдения за Вселенной и получения знаний о загадочных объектах, таких как чёрные дыры и нейтронные звёзды.