Земля раскрывает космическую тайну: ученые обнаружили необъяснимые сигналы

Вы узнаете:

• Предложен необычный способ охоты за темной материей
• Темная материя считается важнейшим элементом современной космологии

Ученые предложили необычный способ охоты за темной материей - вместо огромных лабораторных установок использовать саму Землю.

Исследователи рассматривают магнитное поле планеты и пространство между ее поверхностью и ионосферой как своеобразный природный детектор, который может помочь обнаружить чрезвычайно легкие частицы, пишет ScienceDaily.

Несмотря на отсутствие прямого наблюдения, существование темной материи считается одним из важнейших элементов современной космологии. По расчетам ученых, на нее приходится примерно четверть энергетического баланса Вселенной. Однако из чего именно состоит эта невидимая субстанция, физики пока установить не смогли.

Среди возможных вариантов рассматриваются аксионы и темные фотоны. Речь идет о гипотетических частицах с крайне малой массой - настолько маленькой, что она может быть примерно в 10²⁰ раз меньше массы электрона.

До сих пор для поиска таких частиц преимущественно применялись специальные установки с мощными магнитами. В них ученые пытаются зарегистрировать превращение аксионов в обычные фотоны. Однако возможности подобных экспериментов ограничены размерами оборудования.

Новый подход предполагает использовать вместо этого естественные условия, созданные самой планетой. Ионосфера вместе с поверхностью Земли формирует огромную область, в которой могут возникать резонансные электромагнитные колебания. Такие природные условия потенциально позволяют усилить чрезвычайно слабые сигналы, которые могут быть связаны с темной материей.

Для поиска таких проявлений исследователям пришлось пересмотреть существующие теоретические модели. Старые расчеты достаточно хорошо работали лишь на частотах ниже 1 Гц, тогда как более широкий диапазон оставался практически недоступным для надежного анализа. Новая модель впервые учитывает электрическую проводимость земной атмосферы и позволяет рассчитывать характеристики сигналов на частотах до 30 Гц.

Расчеты также выявили интересные географические особенности. Если источником сигнала являются аксионы, наиболее выраженный эффект, согласно модели, должен наблюдаться в районе Юго-Восточной Азии. Для темных фотонов подобной зависимости от расположения наблюдателя не ожидается - их возможный сигнал должен иметь примерно одинаковую интенсивность по всей планете.

Затем ученые применили разработанную модель к десятилетнему массиву данных о геомагнитной активности. Из измерений удалили искусственные помехи и другие источники шума, после чего начали искать характерные узкополосные и устойчивые сигналы, которые могли бы соответствовать предполагаемому воздействию темной материи.

Полученные результаты оказались неоднозначными, но весьма перспективными. В случае аксионов исследователи смогли значительно сузить допустимый диапазон их взаимодействия со светом - ограничения оказались примерно в 100 раз строже тех, которые давали предыдущие наземные эксперименты.

Еще интереснее ситуация с темными фотонами. Анализ выявил несколько сигналов, которые теоретически могут соответствовать ожидаемым характеристикам таких частиц. Однако пока нет оснований считать их обнаружением темной материи: исследователям еще предстоит установить природу этих аномалий и исключить другие возможные объяснения.

Таким образом, эксперимент пока не дал окончательного ответа на главный вопрос, но продемонстрировал новый способ поиска неуловимых частиц. Земля фактически может выступать частью гигантской экспериментальной установки, позволяя ученым исследовать диапазон сверхлегкой темной материи, который ранее было значительно сложнее изучать.

Необычная планета с вечным днем и ночью

Астрономы обратили внимание на экзопланету LHS 3844b, которая находится на расстоянии около 50 световых лет от нашей планеты. Ее главная особенность связана с тесным взаимодействием со звездой: мощная гравитация привела к приливной синхронизации, из-за чего планета постоянно повернута к своему светилу одной и той же стороной.

Такое положение приводит к экстремальному разделению ее поверхности. На обращенной к звезде стороне свет не прекращается, тогда как противоположное полушарие никогда не видит своего солнца и погружено в постоянную темноту.

Разница температур между двумя сторонами планеты оказывается огромной. На освещенной половине поверхность может раскаляться примерно до 1000 кельвинов, превращая этот участок мира в крайне жаркую и необычную среду.

Ранее сообщалось о том, какая песня впервые зазвучала в космосе. Мало кто знает, что более 60 лет назад впервые во Вселенной зазвучала именно украинская песня.

Напомним, ранее Главред писал о том, почему планеты круглые, а астероиды нет. Форма планет и астероидов определяется их массой и гравитационным воздействием.

Другие интересные материалы: