Кажется, у Земли есть “волосы” из тёмной материи

Солнечная система может быть более “волосатая”, чем мы думаем, переводит Йорик статью, опубликованную в НАСА.

Тёмная материя – это невидимая загадочная субстанция, которая составляет 27% всей материи и энергии во Вселенной. Обычная материя, которая есть во всём, что мы можем видеть вокруг нас, составляет всего 5% Вселенной. Остальное – темная энергия, странное явление, связанное с ускорением нашей расширяющейся Вселенной.

Ни тёмная материя, ни тёмная энергия не были обнаружены, хотя множество экспериментов, проведённых глубоко под землёй и в космосе, пытались разгадать тайну.

Учёные, опираясь на исследования силы тяжести тёмной материи, уверены, что она существует во Вселенной и имела  размер больший, чем 1%. Основная теория тёмной материи это “холод”, подразумевающий, что материя почти не двигается вокруг, и она “тёмная” потому что ни излучает свет, ни взаимодействует с ним.

Галактики, в которых звёзды созданы из обычной материи, формируются из-за колебаний в плотности тёмной материи. Гравитация действует как клей, который держит и обычную и тёмную материю вместе.

Согласно подсчётам, завершённым в 1990-х и моделированию прошлого месяца, тёмная материя формирует “мелкозернистые потоки” из частиц, которые движутся с такой же скоростью и по тем же галактическим орбитам, как и обычные потоки.

“Поток может быть гораздо больше, чем сама Солнечная Система и представлять много разных потоков, пересекающих окрестности нашей галактики”, – говорит Презо.

Презо объясняет формирование мелкозернистых потоков, как смешивание шоколадного мороженого с ванильным. Они циркулируют вместе в одну сторону и вы получаете микс, но при этом всё ещё можете видеть разные цвета.

Когда гравитация взаимодействует с холодной тёмной материей во время формирования галактики, все частицы в потоках продолжают движение с той же скоростью”, – продолжает Презо.

Но что бывает, когда один из этих потоков приближается к такой планете, как Земля? Презо использовал компьютерное моделирование, чтобы ответить на этот вопрос.

Его анализ показывает: когда потоки тёмной материи проходят через планету, частицы потоков собираются и уплотняются в “волоски”. По-факту, таких волос, вырастающих из Земли, должно быть много.

Потоки обычной материи не могут проходить сквозь Землю и выходить с другой стороны. Но для тёмной материи Земля – не препятствие. Согласно модели Презо, земная сила тяжести сосредоточила поток частиц темной материи в узкие, плотные волоски.

У волос, появляющихся из планет, есть и “корни”- самая плотная концентрация частиц темной материи, и “кончики”. Когда частицы потока тёмной материи проходят через ядро Земли, они собираются в “корни” волос, где плотность частиц – приблизительно в миллиард раз больше, чем обычно. Корни волос могут на 600 000 миль (1 миллион километров) дальше от поверхности, или быть в два раза дальше, чем Луна. Кончики земных волос могут находиться примерно в два раза дальше, чем корни. 

“Если мы могли бы точно определить местоположение корня этих волос, мы могли бы развернуть исследование там и получить много удивительных данных о тёмной материи”, – сказал Презо.

“Все попытки обнаружить тёмную материю за последние 30 лет были тщетны. Корни волос тёмной материи – наиболее удачное место для изучения, если учесть то, с какой плотностью там движутся частицы”, – сказал Чарли Лоуренс, начальник руководитель исследовательских работ для астрономии лаборатории реактивного движения, физики и технологического управления.

Другое захватывающее открытие компьютерного моделирования в том, что изменения в плотности потоков, найденных в нашей планете – от внутреннего ядра, к внешнему ядру, к мантии к корке – были бы отражены в волосах. Волосы могли бы “перекручиваться” в тех местах, которые соответствуют переходам между разными слоями Земли.

Теоретически, если бы было возможно подтвердить эту информацию, учёные могли бы использовать волосы холодной тёмной материи, чтобы составлять карты слоёв любого планетарного тела, и даже узнать глубины океанов на ледяных лунах.

Для более детального и глубокого изучения требуются дополнительные исследования природы тёмной материи.