Потрагата по гравитациони бранови - пулсирања во просторот и времето предизвикани од големите космички катаклизми - може да помогне да се реши една од другите мистерии на универзумот - бозонските облаци и дали тие се главен претендент за темната материја.
За да откријат потенцијални бозонски облаци, истражувачите користат моќни инструменти како што се Напредната опсерваторија со ласерски интерферометриски гравитациски бранови (LIGO), Virgo Advanced и КАГРА, кои снимаат гравитациски бранови до милијарди светлосни години од нас.
Бозонските облаци, составени од ултралесни субатомски честички кои практично не се откриваат, се предложени како можен извор на темната материја, која сочинува околу 85% од целата материја во универзумот.
Сега, една голема нова меѓународна студија од соработката LIGO-Virgo-KAGRA, предводена од научници од Австралискиот национален универзитет (ANU) нуди една од најдобрите можности да се пронајдат овие субатомски честички со барање гравитациски бранови предизвикани од облаци од бозони кои орбитираат околу црните дупки. .
Д-р Лили Сан, од Центарот за гравитациона астрофизика на АНУ, рече дека студијата е првото истражување на целото небо во светот, дизајнирано да бара предвидени гравитациски бранови што произлегуваат од можните бозонски облаци во близина на брзо ротирачките црни дупки.
„Речиси е невозможно да се детектираат овие ултралесни бозонски честички на Земјата. Овие честички, доколку постојат, имаат екстремно мала маса и ретко влегуваат во интеракција со друга материја, што е едно од клучните својства што се чини дека ги има темната материја“. Темната материја е материјал што не може директно да се види, но знаеме дека темната материја постои затоа што влијае на објектите што можеме да ги набљудуваме. Но, со истражување на гравитационите бранови емитирани од овие облаци, можеби ќе можеме да ги пронајдеме овие неостварливи бозонски честички и можеби да го пробиеме кодот на темната материја. Нашето пребарување може да ни овозможи и да отфрлиме некои ултралесни бозонски честички за кои нашите теории сугерираат дека може да постојат, но всушност не постојат“, вели д-р Сан.
Д-р Сан, кој е исто така помлад истражувач во Центарот за извонредност на ARC за откривање гравитациски бранови (OzGrav), вели дека детекторите на гравитационите бранови им овозможуваат на истражувачите да ја проучуваат енергијата на брзо ротирачките црни дупки емитирани од таквите облаци, доколку тие постојат.
„Веруваме дека овие црни дупки заробуваат огромен број бозонски честички во нивното моќно гравитационо поле, создавајќи облак што е во корелација со нив. Овој танц трае милиони години и продолжува да генерира гравитациски бранови кои патуваат низ вселената“, рече таа.
Иако истражувачите допрва треба да детектираат гравитациски бранови од бозонските облаци, д-р Сан рече дека науката за гравитационите бранови „ги отвори вратите кои претходно беа затворени за научниците“. „Откривањето на гравитационите бранови не само што дава информации за мистериозните компактни објекти во универзумот, како што се црните дупки и неутронските ѕвезди, туку исто така ни овозможува да бараме нови честички и темна материја. Идните детектори за гравитациони бранови сигурно ќе отворат повеќе можности. Ќе можеме да навлеземе подлабоко во универзумот и да откриеме повеќе информации за овие честички. На пример, откривањето на бозонските облаци со детектори за гравитациони бранови ќе обезбеди важни информации за темната материја и ќе помогне да се унапредат други пребарувања за темната материја. Исто така, ќе го подобри нашето разбирање на физиката на честичките пошироко“, рече таа.
Друго важно откритие беше дека студијата фрли светлина врз веројатноста за постоење на бозонски облаци во нашата галаксија, со оглед на нивната возраст. Д-р Сан рече дека силата на секој гравитациски бран зависи од возраста на облакот, при што постарите облаци испраќаат послаби сигнали. „Бозонскиот облак се собира додека губи енергија, испраќајќи гравитациски бранови“, вели д-р Сан.
„Дознавме дека одреден тип на бозонски облак помлад од 1000 години веројатно нема да постои никаде во нашата галаксија, а облаците кои се стари до 10 милиони години веројатно нема да постојат на околу 3260 светлосни години од Земјата.
Прочитајте исто така: