Memerhatikan "goncangan" penggabungan lubang hitam akan membantu para saintis mengetahui sama ada terdapat paksi, zarah cahaya ultra terang dari bahan gelap, atau calon lain untuk peranan "kekuatan keenam alam." Inilah kesimpulan yang dicapai oleh ahli astronomi yang menerbitkan artikel dalam jurnal Physical Review D.
Sejak sekian lama, para saintis percaya bahawa Alam Semesta terdiri daripada perkara yang kita lihat, dan yang menjadi asas bagi semua bintang, lubang hitam, nebula, kelompok debu dan planet. Tetapi pemerhatian pertama mengenai kelajuan pergerakan bintang di galaksi berdekatan menunjukkan bahawa bintang-bintang di pinggirnya bergerak di dalamnya dengan kelajuan yang sangat tinggi, yang kira-kira 10 kali lebih tinggi daripada pengiraan berdasarkan jisim semua bintang di dalamnya.
Sebabnya, menurut para saintis hari ini, adalah apa yang disebut bahan gelap - bahan misteri, yang menyumbang sekitar 75% jisim jirim di Alam Semesta. Biasanya, setiap galaksi mempunyai kira-kira 8-10 kali lebih banyak bahan gelap daripada sepupunya yang kelihatan, dan benda gelap ini menahan bintang di tempat dan menghalangnya daripada berselerak.
Hari ini, hampir semua saintis yakin akan kewujudan bahan gelap, tetapi sifatnya, selain pengaruh gravitiinya yang jelas pada galaksi dan kelompok galaksi, masih menjadi misteri dan menjadi topik kontroversi di kalangan ahli astrofizik dan ahli kosmologi. Untuk masa yang lama, para saintis menganggap bahawa ia terdiri daripada zarah superheavy dan "sejuk" - "wimps", yang tidak menampakkan diri dengan cara apa pun, kecuali untuk menarik kumpulan jirim yang kelihatan.
Pencarian yang tidak berjaya untuk "WIMP" selama dua dekad yang lalu telah menyebabkan banyak ahli teori mempercayai bahawa bahan gelap sebenarnya boleh menjadi "ringan dan lembut" dan terdiri daripada apa yang disebut paksi - zarah ultra ringan yang serupa dengan jisim dan sifatnya dengan neutrino. Pencarian pertama mereka juga sia-sia, yang menjadikan bahan tidak kelihatan ini menjadi lebih misteri.
Baumann dan rakan-rakannya telah merumuskan cara yang sangat tidak ortodoks untuk mencari zarah-zarah ini dengan mengkaji apa yang berlaku di sekitar sepasang lubang hitam berputar yang bersiap untuk bergabung antara satu sama lain.
Seperti yang diperhatikan oleh para saintis, pergerakan mereka akan memberi kesan khusus pada struktur ruang-waktu di sekitarnya, menyumbang kepada kemunculan aksion dan zarah ultralight yang lain, dan mencegah pemusnahan dan pemusnahan diri mereka bersama.
Akibatnya, lubang hitam akan dikelilingi oleh semacam "atmosfer" atau "awan" paksi, kerana para saintis memanggil struktur ini. Ia akan berkelakuan seperti atom buatan, melambatkan pergerakannya, memancarkan gelombang graviti dan dengan cara khas mempengaruhi proses penggabungannya.
Video promosi:
Pengaruh ini, pada gilirannya, akan sangat ketara ketika disebut "kegelisahan" - fasa khas dalam kehidupan lubang hitam yang baru lahir, ketika membuang tenaga putaran yang berlebihan dalam bentuk gelombang graviti. Pada masa ini, ia tidak seperti bola yang sempurna, tetapi seperti elips memanjang atau memanjang, secara beransur-ansur memperoleh bentuk "normal".
Seperti yang ditunjukkan oleh perhitungan Baumann dan rakan-rakannya, jika paksi atau zarah cahaya lain ada, maka awan mereka akan tiba-tiba hilang setelah penggabungan dan semasa permulaan "jitter", akan melemahkan gelombang graviti yang dihasilkan oleh proses ini dan memperkenalkan penyimpangan yang unik di dalamnya.
Adakah turun naik seperti itu dapat dijumpai? Teleskop graviti berasaskan tanah seperti LIGO dan ViRGO, menurut ahli astrofizik, tidak mungkin dapat menyelesaikan masalah ini, kerana ia memerlukan mencari sepasang lubang hitam di Bima Sakti, hampir tidak bergabung. Ini sangat tidak mungkin.
Sebaliknya, LISA observatorium orbit, mampu mengesan lubang hitam supermasif di galaksi lain, harus dapat mengatasi tugas ini, dan mencari jejak semua kemungkinan zarah cahaya.
Sekiranya idea ini membenarkan dirinya sendiri, maka sepasang lubang hitam seperti itu, seperti yang dipercayai oleh para saintis, akan menjadi sejenis "collider graviti", yang mampu mencari "fizik baru" di luar Model Piawai.
