Аксионная темная материя может заставить пространство-время зазвенеть — но при одном условии

Темная материя, состоящая из аксионов, может заставить пространство-время зазвенеть, как колокол — но только в том случае, если она будет красть энергию у черных дыр. К такому выводу пришли авторы нового исследования на сервере препринтов arXiv, о котором рассказал Universe Today.

Самым подходящим кандидатом на роль составляющих загадочную темную материю частиц может быть гипотетический аксион. Почти полвека назад его предсказали для устранения противоречий в фундаментальной физике, но так и не нашли — ни в лабораториях, ни в космосе.

Если аксион существует, то из-за очень маленькой массы (в миллиард раз легче электрона) он должен вести себя в космосе очень необычно — как волна, а не частица, даже в очень больших масштабах.

Свою волновую природу аксионы могут проявить вблизи вращающейся черной дыры. Ее сверхизлучение должно помешать темной материи провалиться сквозь горизонт событий. При этом темная материя забирает энергию у черной дыры, замедляя ее вращение, и, накапливаясь, обволакивает ее как невидимый саван.

Как только из черной дыры больше нельзя будет извлекать новую энергию, темная материя испарится. В ходе этого процесса она будет звонить в пространстве-времени как колокол, испуская огромное количество гравитационных волн.

Эти гравитационные волны будут иметь отличную от известных по слияниям черных дыр сигнатуру. Они намного слабее, зато попадают в диапазоны частот, доступных для обнаружения существующими и планируемыми обсерваториями гравитационных волн.

Такую гипотетическую картину нарисовали физики-теоретики в своей статье. Они предложили внимательнее изучить существующие данные в поисках подтверждения этим выкладкам. И если мы даже ничего не найдем — это станет подготовкой к будущим экспериментам по обнаружению загадочной темной материи.