Астрономы предложили новый смелый детектор темной материи: планету Марс. Мы знаем положение Красной планеты с изысканной точностью, и если бы через Солнечную систему проходил определенный тип темной материи, орбита планеты изменилась бы на крошечную величину.

Орбита Марса простирается почти на 250 миллионов километров от Солнца в самой отдаленной точке, и изменение составило бы всего около метра, но его можно было бы измерить, рассказывают OstanniPodii.com.

На самом деле мы не знаем, что такое темная материя; это название является ошибочным. Темная материя превосходит обычную материю в пять раз, но она не темная; она невидима, не взаимодействует никаким образом, а только гравитационно. Одним из возможных компонентов этой темной материи являются первобытные черные дыры — черные дыры, которые образовались всего за несколько мгновений после Большого взрыва. Эти черные дыры должны быть по крайней мере столь же тяжелыми, как астероид, иначе они бы уже уничтожили Вселенную.

Астрономы подсчитали, как часто такие черные дыры могут пролетать по Солнечной системе и что произойдет, если они это сделают. По их подсчетам, по меньшей мере один такой объект проходил бы через внутреннюю часть Солнечной системы за десятилетия. Если бы случайно он оказался в пределах нескольких миллионов километров от Марса, это создало бы небольшое колебание на орбите планеты, которое со временем выросло бы до метровой разницы в небесном пути Красной планеты.  

«Благодаря десятилетиям точной телеметрии ученые знают расстояние между Землей и Марсом с точностью около 10 сантиметров», - сказал в своем заявлении соавтор исследования профессор Дэвид Кайзер из Массачусетского технологического института. «Мы используем преимущества этой высокоинструментальной области космоса, чтобы попытаться найти небольшой эффект. Если мы его увидим, это будет реальной причиной продолжать развивать эту замечательную идею о том, что вся темная материя состоит из черных дыр, которые возникли менее чем за секунду после Большого взрыва и распространяются во Вселенной уже 14 миллиардов лет».

Исследование началось как воображаемый эксперимент о том, что произойдет, если одна из этих черных дыр (которые являются микроскопическими) пролетит на расстоянии 1 метра от человека. Этот человек был бы оттолкнут на 6 метров от своего места за одну секунду. С этого крайне маловероятного случая команда начала рассматривать, как такой быстрый объект может задеть жителей Солнечной системы.

«Мы экстраполировали, чтобы увидеть, что произойдет, если черная дыра пролетит мимо Земли и заставит Луну немного пошатнуться», - пояснил ведущий автор исследования Тунг Тран, который сейчас работает в Стэнфордском университете. «Числа, которые мы получили, были не очень четкими. В Солнечной системе существует много других динамических факторов, которые могут действовать как своеобразное трение, что приводит к уменьшению колебаний».

Земля и Луна не подходили как детекторы темной материи, несмотря на то, что мы были здесь, но Марс оказался достойным кандидатом. Однако команда хочет провести еще много симуляций, чтобы превратить эту идею в инструмент диагностики наличия первичных черных дыр в Солнечной системе.

«Сейчас мы работаем над моделированием огромного количества объектов, от планет до лун и камней, а также над тем, как они движутся в долговременных временных масштабах», - пояснила соавтор исследования Сара Геллер. «Мы хотим ввести сценарии близких встреч и посмотреть на их последствия с большей точностью».

Исследование опубликовано в журнале Physical Review D.