Как тёмная материя влияет на ритм космических столкновений ⚡ экспресс
Две конкурирующие модели тёмной материи: холодная (CDM) и самодействующая (SIDM), где частицы соударяются. Симуляции показывают, что SIDM отодвигает слияния массивных чёрных дыр. Впервые оценена возможность будущей обсерватории LISA различать эти сценарии по гравитационным волнам. Для надёжного разделения (p ≤ 0.05) потребуется ~70 событий с соотношением сигнал/шум >10. Похоже на экзотический «тест на слух» для невидимых космических структур. Однако работа носит иллюстративный характер — более реалистичные модели с переменным сечением ещё предстоит проверить.
Частицы тёмной материи могут вести себя как патока: в одной модели они не мешают друг другу, в другой — слегка толкаются, создавая вязкость. От этого зависит, как быстро гигантские чёрные дыры в центрах галактик падают друг на друга и сливаются.
Космическая обсерватория LISA уловит гравитационные волны от таких слияний. Если зарегистрировать около 70 сигналов, их частота выдаст, была ли тёмная материя вязкой. Этот метод напоминает, как по стуку падающих яблок можно понять, упали они на траву или в сироп. Удивительно, что LISA устроена так же, как и слуховая система человека: три детектора, разнесённых на миллионы километров, действуют подобно нашим ушам, улавливая дрожь пространства-времени.
🎯 Фриц Цвики в 1933 заподозрил существование тёмной материи, а Вера Рубин в 1970-х доказала: галактики вращаются так, будто их держит невидимый каркас. Сегодня ясно — тёмной материи в пять раз больше, чем обычной.