Этот астероид может помочь раскрыть пятую фундаментальную силу во Вселенной

Околоземный астероид Бенну научил нас многому о природе астероидов и истории нашей планеты, но это еще не сделано. Новое исследование данных отслеживания Бенну дает нам свежие подсказки о потенциальной пятой фундаментальной силе во Вселенной.

Если она действительно существует, то пятая сила природы – объединяющая гравитацию, электромагнетизм и сильную и сильную силу. слабые ядерные взаимодействия — выходили бы за рамки нашей Стандартной модели физики.

Ученые полагают, что эту силу могут переносить гипотетические сверхлегкие частицы, предполагаемый тип темной материи (которая сама еще не обнаружена напрямую). ).

По мнению международной команды, проводившей исследование, данные, полученные космическим кораблем OSIRIS-REx, посещавшим Бенну в 2018–2021 годах, в сочетании с измерениями, проведенными с Земли, накладывают ограничения на масштабность этих видов. частиц должно было бы быть, если бы они вообще существовали.

Исследователями оценили потенциальное воздействие на орбиту Бенну других сил. (Цай и др., Физика коммуникаций, 2024 г.)

«Интерпретация данных, которые мы видим в результате отслеживания Бенну, может улучшить наше понимание теоретических основ Вселенной, что потенциально изменит наше понимание Стандартной модели физики, гравитации и темной материи», — говорит астрофизик Ю-Дай Цай из Национальной лаборатории Лос-Аламоса в Нью-Мексико.

Представьте, что вы играете в бильярд и наблюдение за тем, как шарики медленно скользят в одном направлении сами по себе, — это означало бы, что стол наклонен, даже если наклон был слишком небольшим, чтобы его можно было увидеть. Точно так же физики могут делать выводы о невидимых силах в природе, основываясь на том, как эти силы взаимодействуют со всем остальным.

Высокоточные детали, полученные в ходе обширного долгосрочного отслеживания орбиты Бенну вокруг Солнца, позволили возможность выявить активность чрезвычайно тонких эффектов гипотетических сил, которые до сих пор были слишком тонкими для измерения.

Одна из таких сил, возникающая из теории струн, была предложена как средство изменения гравитации в больших масштабах. , потенциально порождая частицы, которые могли бы стать подходящими кандидатами на роль темной материи.

Эти частицы будут вести себя в соответствии с так называемым взаимодействием Юкавы, которое предполагает, что новый вид поля может влиять на орбиты крупных объектов в течение длительного времени. расстояния посредством тонких модификаций законов гравитации Ньютона.

В этом случае исследователи обнаружили, что стандартная физика может очень хорошо объяснить путь Бенну.

Это не исключает полностью пятая сила, но это показывает, что, если она существует, ее сила или ее диапазон будут ниже определенного уровня.

«Жесткие ограничения, которых мы достигли, легко переходят в одни из самых жестких когда-либо ограничений на Пятые силы типа Юкавы», — говорит космолог Санни Ваньоцци из Университета Тренто в Италии.

«Эти результаты подчеркивают потенциал отслеживания астероидов как ценного инструмента в поиске сверхлегких бозонов, темной материи и несколько хорошо мотивированных расширений Стандартной модели».

Поиски пятой силы и сверхлегких частиц, которые могли бы объяснить недостающую темную материю во Вселенной, продолжаются. Хотя это исследование не смогло обнаружить пятую силу, оно предлагает больше доказательств того, как точные наблюдения могут раскрыть то, что скрыто во Вселенной, и какую важную роль в этом могут сыграть астероиды.

«Траектории движения объекты часто имеют аномалии, которые могут быть полезны для открытия новых физических явлений», — говорит Цай.

Результат исследования опубликован в журнале Communications Physics.