Физики предложили искать темную материю не по излучению, а с помощью гравитационных волн. Столкновения черных дыр внутри плотных облаков невидимого вещества создают специфические искажения в ряби пространства-времени, которые уже начали фиксировать современные детекторы.
Темная материя составляет около 85% всей массы во Вселенной, однако она абсолютно прозрачна для любого электромагнитного излучения. Долгие годы астрономы пытались составить карту этого невидимого каркаса Галактики, просто наблюдая за тем, как обычные звезды реагируют на невидимое гравитационное притяжение.
Новый метод кардинально меняет правила игры. Исследователи решили проанализировать гравитационные волны — искажения пространства-времени, возникающие при слиянии черных дыр.
Долгое время считалось, что эти волны беспрепятственно путешествуют сквозь космический вакуум. Однако новая математическая модель показывает: если черные дыры сталкиваются внутри плотного облака темной материи, это облако оставит на проходящей гравитационной волне свой уникальный отпечаток. Эффект похож на то, как меняется звук при прохождении через воду вместо воздуха.
Первая аномалия в данных
Идея уже получила практическое подтверждение. Ученые проанализировали данные сети детекторов LIGO-Virgo-KAGRA. Из 28 четких сигналов 27 полностью соответствовали поведению волн в пустом вакууме. Но сигнал под кодовым номером GW190728 продемонстрировал явные аномалии, указывающие на возможное влияние среды темной материи.
Этот подход превращает гравитационные волны в мощный зонд для сканирования невидимой Вселенной. В будущем запуск космической лазерной антенны LISA позволит с беспрецедентной точностью улавливать слияния средних черных дыр в ядрах карликовых галактик, создавая подробные карты распределения темной материи там, где оптические телескопы абсолютно бессильны.
Ранее ученые впервые использовали гравитационные волны для «автонастройки» детекторов.
