Astronomii propun o nouă metodă de căutare a materiei întunecate: dacă nu poate fi văzută, ar putea fi ascultată
Cea mai misterioasă și totuși presupus omniprezentă substanță din cosmos, materia întunecată, este practic invizibilă pentru că nu interacționează cu lumina, dar o echipă de astronomi propune o metodă alternativă de a căuta această substanță prin intermediul undelor gravitaționale, conform unui studiu publicat marți (12 mai) în revista Physical Review Letters.
Noi cercetări sugerează că materia întunecată ar putea lăsa o amprentă mică, dar perceptibilă, în ondulațiile din spațiu-timp numite 'unde gravitaționale' care reverberează prin cosmos atunci când două găuri negre se ciocnesc și fuzionează. Totuși, acest lucru se întâmplă doar dacă găurile negre care se rotesc pot 'agita' materia întunecată.
Echipa din spatele acestei noi cercetări sugerează că, dacă două găuri negre se contopesc într-o regiune a spațiului populată de nori denși de materie întunecată, atunci undele gravitaționale care se propagă din eveniment ar putea purta amprenta materiei întunecate în tot Universul. Și este posibil, spun ei, ca detectoarele noastre să poată găsi această amprentă. Acest lucru ar fi similar cu cineva care tușește la un concert Metallica, iar acea tuse ar fi perceptibilă doar cu cele mai sensibile instrumente, peste zgomotul unor piese precum 'Seek and Destroy' sau 'Master of Puppets'.
Din fericire, când vine vorba de detectarea undelor gravitaționale provenite de la găurile negre care se ciocnesc, instrumentele de care dispun oamenii de știință, cum ar fi LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), devin din ce în ce mai sensibile. Și, în pregătirea pentru o perioadă în care astfel de amprente ar putea fi înregistrate și mai ușor în datele undelor gravitaționale, această echipă a dezvoltat o metodă care prezice exact ce formă ar trebui să ia o undă gravitațională atunci când se deplasează prin materia întunecată, mai degrabă decât prin spațiul gol.
'Utilizarea găurilor negre pentru a căuta materia întunecată ar fi fantastică', a declarat Rodrigo Vicente, cercetător la GRAPPA (Gravitation Astroparticle Physics Amsterdam) și membrul al echipei care a realizat acest studiu. 'Am putea sonda materia întunecată la scări mult mai mici ca niciodată', a mai susținut el într-un comunicat.
Materia întunecată reprezintă un mister deoarece, în ciuda faptului că este invizibilă pentru noi, ea 'depășește' materia obișnuită cu un raport de aproximativ cinci la unu.
Lipsa sa de interacțiune cu lumina înseamnă că nu poate fi compusă din protoni, neutroni și electroni - particulele care compun atomii. Asta pentru că atomii compun toată 'materia obișnuită' (barionică) pe care o vedem în jurul nostru, de la stele și planete până la dispozitivul despre care citești acest articol și propriile noastre corpuri. Cu alte cuvinte, atomii interacționează cu lumina (mai tehnic, radiația electromagnetică). De fapt, singura modalitate prin care fizicienii bănuiesc că există materia întunecată este prin interacțiunea sa cu gravitația și modul în care această interacțiune curbează spațiu-timpul, influențând indirect materia obișnuită și lumina.
Cu aceste cunoștințe, oamenii de știință au căutat particule în afara Modelului Standard al fizicii particulelor care ar putea explica materia întunecată. Aceste particule au o gamă largă de mase și proprietăți potențiale, o particulă ipotetică fiind 'scalarul luminii' propus ca având o masă mult mai mică decât cea a unui electron. O caracteristică a scalarului luminii ar fi faptul că materia întunecată compusă din aceste particule s-ar comporta ca niște unde coordonate în jurul găurilor negre.
În jurul unei găuri negre care se rotește, energia de rotație ar fi transferată către materia întunecată scalară a luminii, amplificându-i densitatea, aproape ca o paletă care transformă frișca în unt. Dacă acest 'unt' de materie întunecată devine suficient de dens, ar putea afecta undele gravitaționale provenite de la fuziunea găurilor negre, lăsând o amprentă revelatoare.
După ce au stabilit cum ar arăta această semnătură, Vicente și colegii săi au analizat datele colectate de LIGO și de detectoarele sale de unde gravitaționale, KAGRA (Kamioka Gravitational Wave Detector) și Virgo, concentrându-se pe 28 dintre cele mai clare semnale provenite de la fuziunea găurilor negre. Dintre acestea, 27 păreau să fi provenit din fuziuni care au avut loc în vidul relativ al spațiului. Un semnal, însă, GW190728, recepționat pentru prima dată pe 19 iulie 2019 și care este rezultatul fuziunii unor găuri negre binare cu o masă combinată de 20 de ori mai mare decât cea a Soarelui, situate la aproximativ 8 miliarde de ani-lumină distanță, părea să poarte urma revelatoare a acestei fuziuni care a avut loc într-o regiune de materie întunecată densă, 'untoasă'.
Echipa din spatele acestei cercetări subliniază rapid că aceasta nu poate fi considerată o detectare sigură a materiei întunecate, dar spune că ne oferă un indiciu despre ce să căutăm și, prin urmare, unde să direcționăm investigațiile ulterioare.
'Știm că materia întunecată se află în jurul nostru. Trebuie doar să fie suficient de densă pentru a-i vedea efectele', a declarat liderul echipei, Josu Aurrekoetxea, de la Departamentul de Fizică al Institutului de Tehnologie din Massachusetts (MIT). 'Găurile negre oferă un mecanism pentru a spori această densitate, pe care îl putem căuta acum analizând undele gravitaționale emise atunci când acestea fuzionează'.AGERPRES/(AS - editor: Codruț Bălu, editor online: Ada Vîlceanu)
Conținutul website-ului www.agerpres.ro este destinat exclusiv informării publice. Toate informaţiile publicate pe acest site de către AGERPRES sunt protejate de dispoziţiile legale incidente. Sunt interzise copierea, reproducerea, recompilarea, modificarea, precum şi orice modalitate de exploatare a conţinutului acestui website. Informaţiile transmise pe www.agerpres.ro pot fi preluate, în conformitate cu legislaţia aplicabilă, în limita a 500 de semne. Detalii în secţiunea Condiţii de utilizare. Dacă sunteţi interesaţi de preluarea ştirilor AGERPRES, vă rugăm să contactaţi Direcţia Marketing - marketing@agerpres.ro.
Alte știri din categorie
Cercetătorii au identificat traiectorii evolutive distincte pentru planetele 'super-Pământ' și 'mini-Neptun'
Astronomii dintr-o echipă de cercetare au descoperit că planetele de tip 'super-Pământ' și cele de tip 'mini-Neptun' au urmat traiectorii evolutive distincte, după ce au realizat un studiu aprofundat bazat pe date observaționale provenite dintr-un eșantion extins, potrivit Observatoarelor Astronomice Naționale din cadrul Academiei Chineze de Științe, in
Expansiunea Universului continuă într-un ritm accelerat (studiu)
Analizând din nou datele aferente unui tip specific de explozie stelară, o echipă de cercetători a confirmat teoria acceptată de mult timp potrivit căreia Universul se extinde într-un ritm accelerat - o observație care a dus, în anii 1990, la identificarea unei forțe cosmice enigmatice, denumită 'energie întunecată', informează marți Reuters.
Zone vaste de recife de corali ar putea rezista la efectele schimbărilor climatice (studiu)
În apele cristaline din largul coastelor kenyene, recifele de corali prosperă, oferind astfel o rază de speranță în lupta pentru protejarea oceanelor de efectele cauzate de creșterea temperaturilor, informează AFP. Un nou studiu prezentat marți la conferința 'Oceanele Noastre' din orașul costier Mombasa, situat în estul Kenyei, dezvăl
Telescopul Spațial James Webb a observat vremea extremă de pe o exoplanetă unde plouă cu rubine și safire
Telescopul Spațial James Webb (JWST) a observat vremea extremă a unei exoplanete gazoase gigantice, aflată foarte aproape de steaua sa și unde vântul bate cu viteze neverosimile de 18.000 km/h și plouă cu metal lichid, safire și rubine, transmite marți Space.com care citează un studiu publicat miercuri, 10 iuni, în jurnalul Nature Astronomy. Acesta
O vilă romană care ar fi fost frecventată de trei împărați romani, descoperită la marginea Romei
O serie de săpături neautorizate la marginea Romei au adus la lumină o vilă romană din secolul I d.Hr., ce ar fi aparținut odinioară unui membru al familiei imperiale Antonine, și care ar fi fost posibil să fie frecventată de trei împărați romani, Hadrian, Antonius Pius și Marcus Aurelius, conform arheologilor italieni, transmite marți Live Science. Ruin
Bilanțul cutremurului cu magnitudinea 7,8 din Filipine urcă la 68 de morți
Cel puțin 68 de persoane au murit și alte 33 sunt în continuare date dispărute în urma cutremurului cu magnitudinea 7,8 care s-a produs la 8 iunie în largul coastei sudice a insulei Mindanao din Filipine, a anunțat marți Con
În Europa, apa din zonele pentru scăldat este în continuare de bună calitate
Pe întreg teritoriul Uniunii Europeane (UE), 96% din apele pentru scăldat respectă standardele minime de calitate, 85% dintre acestea fiind 'excelente' și doar 1,5% 'de slabă calitate', niveluri care s-au menținut stabile pe parcursul unui an, a indicat marți Agenția Europeană de Mediu (AEM), informează AFP. 'În această vară, pu
Cel puțin doi răniți în urma unui cutremur cu magnitudinea 6,7 produs în centrul Indoneziei
Numeroase replici seismice au alarmat populația de pe insula indoneziană Sulawesi în urma unui cutremur cu magnitudinea 6,7 produs în regiune marți dimineața, au anunțat autoritățile, transmite agenția de presă DPA. Serviciul geologic al Statelor Unite (USGS) și Centrul German de Cercetare în Geoștiințe (GFZ) au declarat că s
Cutremur cu magnitudinea 6,7 în centrul Indoneziei
Un puternic seism, cu magnitudinea 6,7, a lovit marți regiunea Sulawesi din centrul Indoneziei (USGS), fără a lăsa în urmă răniți sau pagube materiale, conform informațiilor preliminare, informează AFP. Cutremurul de mică adâncime s-a produs în cursul dimineții la sud-est de Palu, un oraș cu aproximativ 400.000 de locuitori,
Cercetătorii chinezi au identificat cauzele opririi dezvoltării la embrionii umani aflați în stadii incipiente
Cercetătorii chinezi au captat primele imagini de înaltă rezoluție ale unor embrioni umani aflați în primele lor cinci zile de dezvoltare, o reușită ce a dus la o descoperire importantă privind motivul pentru care atât de mulți embrioni nu reușesc să se dezvolte în clinicile de fertilizare in vitro, informează luni Xinhua. Studiul, coor
Un quasar variabil străvechi ar putea oferi indicii cu privire la formarea găurilor negre (studiu)
Observarea unui quasar variabil îndepărtat, ale cărui fluctuații de luminozitate sunt extreme, fiind echivalente cu 2 trilioane de ori mai mari decât strălucirea Soarelui, poate oferi indicii cu privire la modul de formare al găurilor negre, conform unui studiu publicat pe 8 iunie în revista Nature Astronomy, transmite Space.com. Este prima d
Noi indicii referitoare la deplasarea celulelor de melanom, descoperite de o echipă de cercetători croați
Cercetătorii de la Institutul Ruder Boskovic (IRB) din Croația, în colaborare cu o echipă de oameni de știință din Regatul Unit, au descoperit noi detalii despre modul în care celulele de melanom, una dintre cele mai periculoase forme de cancer de piele, se atașează de țesutul înconjurător, dar și despre factorii care pot determina deplasarea acestora, tran
Cutremur cu magnitudinea 6,6 în sudul Filipinelor
Un cutremur cu magnitudinea 6,6 s-a produs luni în zona insulei Mindanao, situată în sudul Filipinelor, a anunțat agenția filipineză de seismologie Phivolcs, transmite Reuters. Seismul s-a produs la o distanță 164 de kilometri sud-est de Governor Generoso, în provincia Davao Oriental, la o adâncime de 86 de kilometri, a
Un medicament pe bază de cupru reface memoria și reduce proteinele toxice asociate cu boala Alzheimer (studiu)
O echipă de cercetători din Australia a descoperit, în cadrul experimentelor realizate în laborator, că un medicament care transportă cupru la nivelul creierului reduce în mod semnificativ proteinele toxice asociate cu boala Alzheimer și îmbunătățește memoria spațială pe termen lung, transmite luni agenția Xinhua. Cu(AT
Avionul experimental X-59 al NASA a doborât bariera sonică pentru prima oară
Avionul supersonic experimental X-59, construit de NASA în parteneriat cu Lockheed Martin, a doborât bariera sunetului pentru prima dată în cadrul unui test considerat un prim pas important către zborul 'supersonic silențios', în care o aeronavă depășește Mach 1 - viteza sunetului - cu un zgomot redus, în locul unui puternic boom