LIGOは事故で暗黒物質を発見したのかもしれない

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Anonim

レーザー干渉計重力波観測所(LIGO)で働いている科学者が2月に重力波を発見したとき、それは物理学者が存在していることがわかっていた何かのための1世紀にわたる探索の終わりを示しました、しかしかなり突き止めて識別することができませんでした。

たぶん、私たちはその発見でまれな宝石に出会い、そして偶然に1つの石で2つの100歳の鳥を殺しました。ジョンズ・ホプキンス大学の物理学者によって書かれて出版された新しい論文 フィジカルレビューレター 重力波を生み出し、LIGOによって観測されたブラックホールの合併も暗黒物質の存在を確認するシグナルを含んでいたかどうかを調査します。

1922年に最初に仮説化された暗黒物質は、宇宙の全物質の85パーセントを占めています。しかし、通常の問題とは異なり、科学者はこれを観察して測定することができませんでした。私たちはそれが存在することを知っています、なぜなら私たちは宇宙で起こっているいくつかの奇妙なことが重力効果を生み出す物質のいくらかの大量の蓄積の結果であるかもしれないので。残念ながら、それは隠されたままです - そして科学者たちは事実上それが無駄になることを探して1世紀を過ごしました。

2月に遡ると、科学者たちは重力波(基本的に高エネルギーイベントによって生成される時空の波紋)から生じるごくわずかな信号(チャープ)を観測するために一対の干渉計を使用しました。この場合、それは2つのブラックホール - それぞれが私たちの太陽の約30倍の質量 - が地球から13億光年の距離で互いに衝突していたことです。その衝突は5.3×10 ^ 47ジュールのエネルギーを放出しました。

JHUの研究チームはLIGOの信号にももっと何か - 暗黒物質に関連したものが含まれているのかと疑問に思い始めました。 1971年にスティーブンホーキングによって最初に投げ出された初期のブラックホール(恒星ブラックホール(PBH)と呼ばれるもの)が星全体を構成する生の宇宙物質を詰め込んだいくつかの異なる密集領域で構成されたことを示唆する。通常のブラックホールは崩壊した星の結果ですが、PBHはこれらの領域自体が崩壊したものです。このように、初期の星はこれらのPBHの近くに形成されていたであろう、そしてそれは暗黒物質が主に存在すると考えられている銀河の一部 - 銀河ハローのまわりで頻繁に支えるのに十分小さい。

PBHが実際に出回っているという考えは、この10年ほどで急降下しましたが、物理学者の中には、まだ可能性があると考える人もいます。 JHUチームは、LIGOシグナルがダークマターを示しているという肯定的な証拠を必ずしも提供していません。代わりに、彼らは、その測定値が銀河系のハロー内でPBHをマージするための予想されるレートの概念を除外しないと結論を下します。

「個々の重力波イベント、あるいはいくつかのイベントの集団でさえも、PBH ダークマターなのか、それともより伝統的な天体物理学的なソースから来たのかを区別するのは困難です。それでも、いくつかの見通しがあります。最も明らかに、PBHの合併は小規模のダークマターハロのように分散されるため、より伝統的な天体物理学的なソースからのブラックホールの合併よりも輝く銀河の中または近くで発見される可能性は低いです。

言い換えれば、LIGOのシグナルが いなかった 暗黒物質に関連したPBHによって引き起こされる。 JHUチームは、決定的に既知の情報源にリンクさせることができない銀河系ハロー内の天体物理学的質量に研究を集中させることを提案します。

1つ確かなことがあります。ダークマターの検索がさらに奇妙になったのです。

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