Швидкі радіоімпульси стали детектором таємничої невидимої матерії, що ховається в глибинах Всесвіту

Jun 08 7:00 2020 Друк цієї статті

Де ж знаходиться відсутня велика частина матерії - є однією з найбільших загадок, так і не розгаданих сучасною наукою на сьогоднішній день. І недавно міжнародна група вчених-астрономів розробила новий метод, що дозволить виявити і вивчити невидиму матерію. А в ролі детектора цієї матерії виступлять швидкі радіоімпульси (fast radio bursts, FRB), які самі по собі є ще однією космологічної загадкою.

Існуючі теорії та математичні моделі дають нам досить точну кількість матерії, яка утворилася в момент Великого Вибуху. Але коли вчені заглядають в далеке минуле, вивчаючи віддалені на величезні відстані зірки, планети, галактики і чорні діри, вони бачать, що після одного моменту минулого величезна кількість матерії просто зникає.

Згідно з наявними даними в нинішній Всесвіту відсутня близько 40 відсотків звичайної матерії. Ця матерія, за деякими гіпотезами, може бути у формі дуже розрідженого космічного газу в холодній порожнечі міжзоряного космічного простору і в обсязі так званих увійдіть, областей космосу, повністю позбавлених зірок, планет та інших "згустків" матерії. Густина цього газу настільки мала, що на кубічний метр доводиться навіть не один атом, а всього один електрон. І природно, що матерія, що перебуває у такому розрідженому стані, дуже важко піддається виявленню.

І ключовим моментом розплутування цієї таємниці може стати, як вже згадувалося вище, інша таємниця - швидкі радіоімпульси, які є короткотривалими, тривалістю в мілісекунди, але надзвичайно энергонасыщенными спалахами радіовипромінювання. Ці спалахи прибувають на землю у випадковому порядку з різних куточків нічного неба і, відповідно до загальноприйнятої теорії, їх джерелами є або пульсари, або магнетары.

Вчені з Австралії ретельно вивчили п'ять випадків реєстрації телескопом ASKAP швидких радіоімпульсів. При цьому, були відібрані тільки ті імпульси, сигнали яких пройшли по космосу неймовірно величезні відстані, перш ніж досягти Землі. Якби радіохвилі цих сигналів рухалися в абсолютному вакуумі, то всі частотні складові прибутку на Землю в один момент часу. Однак, в наявних даних була виявлена затримка між моментами прибуття сигналів різної частоти, і це вказує на те, що сигнали взаємодіяли з молекулами матерії, які траплялися на їхньому шляху.

Для того, щоб з'ясувати кількість матерії, що зробила вплив на поширення сигналів швидких радіоімпульсів, знання лише однієї величини затримки ще недостатньо. Для цього вченим довелося за допомогою інших типів астрономічних вимірювань визначити відстань до місця походження швидкого радіоімпульсу. І коли всі обчислення були зроблені, була проведена додаткова екстраполяція, яка показала, що отримане кількість цієї невидимої матерії приблизно укладається у величини, що передбачаються сучасними теоріями.

Дуже важливо відзначити, що мова зараз йде не про таємничу темною матерією, яка є ще однією зовсім окремою темою. Ця виявлена "відсутня" матерія являє собою звичайну барионную матерію, з якої складається все, що нас оточує.

Однак, даних, наявних зараз на руках вчених, ще недостатньо для того, щоб можна було проголосити з усією впевненістю про виявлення відсутньої частини матерії. П'ять швидких радіоімпульсів не в змозі забезпечити необхідну статистичну вірогідність і точність одержуваних результатів. Ця точність буде постійно збільшуватися, коли астрономічні інструменти будуть реєструвати додаткові швидкі радіоімпульси. І тільки коли їх число перевалить за сотню, у розпорядженні вчених з'явиться більш чітка картина, вырисовывающая реальний стан справ в даній області.