Учёные создают виртуальные вселенные ради изучения тёмной материи

Ученые использовали компьютерное моделирование и создали вселенные с различными видами темной материи. Цель — изучить, как появляются гравитационные волновые сигналы.

Результаты исследования показали, что подсчет количества событий слияния черных дыр, обнаруженных следующим поколением обсерваторий, подскажет, взаимодействует ли темная материя с другими частицами. Это поможет определить, из чего она сделана.

Физики представили результаты исследования на Национальном астрономическом совещании 2023 года в Кардиффе, Великобритания.

Темная материя — одна из самых больших загадок Вселенной. Несмотря на убедительные доказательства того, что она составляет 85% всей материи во Вселенной, ученые мало знают об ее природе. Неизвестно, могут ли ее частицы сталкиваться с другими, такими как атомы или нейтрино, или они проходят прямо через нее без всяких последствий.

Способ проверить это — посмотреть, как галактики образуются в густых облаках темной материи, ее ореолах. Если она сталкивается с нейтрино, структура темной материи рассеивается, в результате образуется меньше галактик.

Проблема этого метода в том, что любые такие галактики очень малы и находятся слишком далеко. Поэтому трудно понять, есть ли они там, разъясняет hightech.fm

Вместо того, чтобы напрямую изучать эти «недостающие галактики», авторы нового исследования предлагают использовать гравитационные волны, чтобы косвенно подтвердить их существование. В моделях, где темная материя действительно сталкивается с другими частицами, в далекой Вселенной происходит значительно меньше слияний черных дыр.

Хотя этот эффект слишком мал, чтобы его можно наблюдать в текущих экспериментах с гравитационными волнами, он станет основной целью для следующего поколения обсерваторий. Авторы исследования надеются, что их методы вдохновят ученых использовать гравитационные волны для изучения крупномасштабной структуры Вселенной. Это поможет больше узнать и таинственной природе темной материи.

Ещё кое-что о космосе:

• Стрела из космоса: учёные рассказали о неожиданном открытии
• Взгляните на новый снимок космической красоты от «Хаббла»