Космос имеет собственный большой адронный коллайдер: что выяснили ученые

Сверхмассивные черные дыры, скрывающиеся в сердцах галактик, способны создавать условия, похожие на те, что генерируют крупнейшие на Земле ускорители элементарных частиц. К такому выводу пришли исследователи под руководством Джозефа Силка из Университета Джонса Хопкинса, о чем сообщили Space.com.

После десятилетия безрезультатной охоты на частицы темной материи в ускорителях типа Большого адронного коллайдера (БАК), ученые решили спланировать еще большие и более сильные коллайдеры частиц для исследования. Но на их строительство уйдет очень много финансов и сил, поэтому ученые обратились к космосу.

"Поскольку мы инвестируем 30 миллиардов долларов и ждем 40 лет, чтобы построить этот суперколлайдер, природа может дать нам представление о будущем сверхмассивных черных дыр", - заявил Джозеф Силк.

Исследовательская группа определила, что материал вблизи вращающихся сверхмассивных черных дыр может приобретать высокие мощности из-за механизма извлечения энергии из вращения самой черной дыры. Частицы, которые попадают в такую среду, сталкиваются с энергией, превышающей мощности даже самых современных наземных коллайдеров. Некоторые из этих частиц навсегда исчезают в черной дыре, но некоторые, благодаря своей скорости, вырываются в космос. Именно они, по мнению ученых, могут добраться до наших детекторов, неся потенциальные следы темной материи.

"Разница между суперколлайдером и черной дырой заключается в том, что черные дыры находятся далеко, но, тем не менее, эти частицы доберутся до нас", - объясняет Силк.

Темная материя, которая, вероятно, составляет более 85% всей материи во Вселенной, до сих пор остается одной из самых загадочных субстанций в современной физике. Ее невозможно увидеть напрямую, поскольку она не взаимодействует со светом. Обнаружение ее частиц требует новых подходов, и черные дыры могут помочь ученым сделать новые открытия.

Эти исследования, хотя и теоретические, имеют практическое продолжение. Силк и его коллеги предлагают использовать уже существующие обсерватории, которые фиксируют новые вспышки активности черных дыр и другие высокоэнергетические события во Вселенной, чтобы обнаружить следы потенциальных частиц темной материи.

Ожидается, что помогут в проверке этой гипотезы будущие телескопы нового поколения, способные отслеживать малейшие отклонения в космическом излучении. Если частицы, порожденные естественными космическими ускорителями, таки дойдут до нас, это может означать прорыв в понимании темной материи.

Дискуссия вокруг природы темной материи продолжается десятилетиями. Однако недавно ученые также выдвинули предположение о так называемом "самовзаимодействии" темной материи, которое могло бы объяснить плотные скопления в центрах галактик. Последнее такое подтверждение - исследование галактики SDSS J0946+1006, которое может изменить представление об этой загадочной субстанции.