Promatranje "otrkivanja" spajanja crnih rupa pomoći će znanstvenicima da utvrde postoje li aksije, ultra-lagane čestice tamne materije ili drugi kandidati za ulogu "šeste sile prirode". Do ovog su zaključka došli astronomi koji su objavili članak u časopisu Physical Review D.
Dugo su znanstvenici vjerovali da se svemir sastoji od materije koju vidimo i koja je osnova svih zvijezda, crnih rupa, maglina, nakupina prašine i planeta. No, prva promatranja brzine kretanja zvijezda u obližnjim galaksijama pokazala su da se zvijezde na periferiji kreću u njima nevjerojatno velikom brzinom, koja je bila oko 10 puta veća od izračuna izračuna na temelju masa svih zvijezda u njima.
Razlog tome, prema današnjim znanstvenicima, bila je takozvana tamna tvar - tajanstvena supstanca, koja čini oko 75% mase materije u Svemiru. Svaka galaksija obično ima oko 8-10 puta više tamne materije od svog vidljivog rođaka, a ova tamna tvar drži zvijezde na mjestu i sprečava ih da se rasprše.
Danas su gotovo svi znanstvenici uvjereni u postojanje tamne materije, ali njegova svojstva, osim očitog gravitacijskog utjecaja na galaksije i galaksije, ostaju misterija i predmet prijepora među astrofizičarima i kozmolozima. Znanstvenici su već duže vrijeme pretpostavljali da je sastavljena od superteških i "hladnih" čestica - "vitica" koji se ne manifestiraju ni na koji način, osim privlačenjem vidljivih nakupina materije.
Neuspješna potraga za "WIMP-ovima" u posljednja dva desetljeća navela je mnoge teoretičare da uvjeravaju da tamna tvar zapravo može biti "svijetla i pahuljasta", a sastoji se od takozvanih aksiona - ultra svijetlih čestica sličnih u masi i svojstvima kao neutrina. Njihova prva potraga također je završila uzalud, što ovu nevidljivu tvar čini još misterioznijom.
Baumann i njegovi kolege formulirali su krajnje neortodoksan način da pronađu te čestice proučavanjem onoga što se događa u blizini para rotirajućih crnih rupa koje se pripremaju za spajanje jedna s drugom.
Kao što su znanstvenici primijetili, njihovo će kretanje na poseban način utjecati na strukturu okolnog prostora-vremena, pridonoseći pojavi aksiona i ostalih ultralakih čestica te sprječavajući njihovo međusobno uništavanje i samouništavanje.
Kao rezultat toga, crne rupe bit će okružene svojevrsnom "atmosferom" ili "oblakom" sjekira, kako znanstvenici nazivaju ovu strukturu. Ponašat će se poput umjetnog atoma, usporavajući njihovo kretanje, emitirajući gravitacijske valove i na poseban način utjecati na proces njihova spajanja.
Promotivni video:
Taj će utjecaj, zauzvrat, biti posebno izražen tijekom takozvanog "nervoze" - posebne faze u životu crne rupe novorođenčeta, kada ona baca višak rotacijske energije u obliku gravitacijskih valova. U ovom trenutku to ne izgleda kao savršena kugla, već poput izdužene ili istegnute elipse, koja postepeno stječe "normalan" oblik.
Kao što su pokazali proračuni Baumanna i njegovih kolega, ako postoje aksije ili druge čestice svjetlosti, njihov će oblak naglo nestati nakon spajanja i tijekom početka "podrhtavanja", oslabit će gravitacijski valovi nastali tim postupkom i unijeti jedinstvena izobličenja u njih.
Mogu li se naći takva kolebanja? Prema astrofizičarima, zemaljski gravitacijski teleskopi poput LIGO-a i ViRGO-a vjerojatno neće moći riješiti taj problem, jer bi zahtijevao pronalazak para crnih rupa u Mliječnom putu, vrlo blizu spajanja. To je vrlo malo vjerojatno.
S druge strane, orbitalna opservatorija LISA, sposobna pratiti supermasivne crne rupe u drugim galaksijama, trebala bi se nositi s tim zadatkom i pronaći tragove svih mogućih svjetlosnih čestica.
Ako se ova ideja opravda, onda će takvi parovi crnih rupa, kako znanstvenici vjeruju, postati za nas svojevrsni "gravitacijski sudarači", sposobni zapravo tražiti "novu fiziku" izvan standardnog modela.