Крошечные черные дыры могут пронестись сквозь нашу Солнечную систему, заставив Марс колебаться
Согласно новому исследованию, крошечные древние черные дыры могут проноситься через нашу Солнечную систему примерно раз в десятилетие. Мы могли бы обнаружить их, наблюдая за колебанием на орбите Марса – и это могло бы помочь обнаружить темную материю.
Первичные черные дыры (ПЧД) – это гипотетические объекты, которые могли родиться в первую секунду после Большой взрыв из-за коллапса плотных карманов ионизированной материи. За последние 13,8 миллиарда лет они разлетелись бы по космосу.
Если невидимые массы, пронизывающие Вселенную и ощущаемые только через гравитацию, кажутся вам знакомыми, то это не совпадение: ПЧД являются ведущим кандидатом на роль темной материи. .
Теперь группа физиков из США подсчитала, как часто они могут пролетать мимо нашего леса, основываясь на предполагаемом распределении темной материи в заданной области космоса.
Они обнаружили, что первичная черная дыра, упаковывающая массу астероида в пространство размером с один атом, должна проходить через внутреннюю часть Солнечной системы примерно раз в 10 лет или около того.
Хотя мы не сможем увидеть его напрямую, такой посетитель все равно заявит о своем присутствии. Команда обнаружила, что если ПЧД окажется на расстоянии примерно 450 миллионов километров (280 миллионов миль) от Марса, это вызовет заметное колебание на орбите красной планеты.
Смещение составит всего около 1 метра (3,3). футов) в течение 10 лет, но этого достаточно для того, чтобы датчики могли это зафиксировать, поскольку мы можем измерить расстояние Марса от Земли с точностью до 10 сантиметров (4 дюйма).
Исследование началось с забавного гипотетического вопроса : что произойдет, если ПЧД промчится мимо человека? Ведущий автор, астрофизик Тунг Тран из Массачусетского технологического института (MIT), примерно подсчитал, что если кто-то приблизится к вам на расстояние метра, вас отбросит примерно на 6 метров за 1 секунду.
В то время как этот сценарий крайне маловероятно, это заставило команду задуматься о том, как пролетающая через Солнечную систему ЧДД повлияет на планеты и спутники.
«Мы экстраполировали, чтобы увидеть, что произойдет, если черная дыра пролетит мимо Земли и заставит Луну немного колебаться», — говорит Тунг.
«Цифры, которые мы получили, были не очень ясными. В Солнечной системе есть много других динамик, которые могут действовать как своего рода трение, вызывая затухание колебания.
Итак, исследователи затем смоделировали эффекты пролета PBH над Меркурием, Венерой и Марсом, чтобы посмотреть, будет ли легче обнаружить их колебания. Из них Марс подал самый четкий сигнал, во многом потому, что за этой планетой очень тщательно следят.
Очевидный вопрос, который возникает: если PBH с массой всего лишь астероида может сделать это, не будет ли каждый Пролетающий мимо космический камень оказывает такое же влияние? Ответ: да, вроде как. Но эффект будет выглядеть иначе.
Астероиды движутся относительно медленно и имеют тенденцию прилипать к тому же диску вокруг Солнца, что и планеты, поэтому их взаимодействия происходят в более длительных временных масштабах. Но ПЧД проносится через Солнечную систему в любом направлении со скоростью до 200 километров в секунду. Их быстрое взаимодействие выделяется как единый момент времени.
Однако, чтобы получить более точное понимание этой динамики, потребуется провести более детальное моделирование с участием большего количества объектов.
» Нам нужно как можно больше ясности относительно ожидаемых предпосылок, таких как типичные скорости и распределение буровых космических камней в сравнении с этими первичными черными дырами», — говорит физик Массачусетского технологического института Дэвид Кайзер.
«К счастью для нас, астрономы десятилетиями отслеживали обычные космические камни, пролетающие через нашу Солнечную систему, поэтому мы могли рассчитать типичные свойства их траекторий и начать сравнивать их с совершенно разными типами путей и скоростей, по которым должны следовать первичные черные дыры». /p>
Конечно, мы даже не знаем наверняка, что первичные черные дыры существуют. Но, проделав еще немного работы, возможно, астрономам повезет, они заметят марсианское колебание и разгадают одну из величайших космологических загадок.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Physical Review D.
>
