Sunday Science: Земля пробивается через "пласты" темной материи

Земля постоянно пробивается через своего рода "стены" из темной материи и у нас уже есть инструменты, чтобы определить это. По крайне мере к такому выводу пришли физики, которые считают, что вселенная может состоять из множества силовых полей возникших вскоре после Большого Взрыва.

Наблюдение за скоплениями массы в космосе предполагает, что 86 процентов всей материи является невидимой материей, которая взаимодействует с обычной материей в основном при помощи гравитации. Самая популярная теория заключается в том, что темная материя состоит из слабо взаимодействующих массивных частиц.

Эти же частицы должны взаимодействовать с обычной материей через слабые атомные силы, а это значит, что эти слабые изменения можно наблюдать в определенных условиях. Несмотря на популярность теории, годы исследований не привели к открытию частиц темной материи.

"До сих пор мы не обнаружили ничего и мне кажется, что пришло время расширить наши исследования," говорит Максим Поспелов из Университета Виктории, Канада. "Мы предлагаем наблюдать за другим возможным взаимодействием."

Поспелов и его коллеги уже давно изучают теорию того, что по крайне мере часть темной материи вселенной связана в структуры представляющие из себя своего рода "стены" – что-то вроде границ между плотно упакованными пузырями. Идея заключается в том, что горячая ранняя вселенная была полна необычным силовым полем, которое варьировалось случайным образом. По мере расширения и охлаждения, поле замерзало, оставляя лоскутные области, каждая с различным значением поля.

Для того, чтобы два различных поля находились рядом друг с другом, необходима энергия, которая сохраняется в самих "стенах". Так как масса и энергия взаимозаменяемы, то в масштабе, сеть из "стен" может выглядеть как концентрация массы – темной материи.

Если сеть областных стен достаточно плотна и ширина области примерно в 200 раз больше чем расстояние между Солнцем и Землей – то Земля должна проходить через эти "стены" областей каждые пару лет. "Человек не ощутит этих изменений. Мы преодолеем стену не почувствовав ее." Однако магнитометры – приборы измеряющие силу магнитных полей – способны уловить проход через границу. Хотя поле внутри области не повлияет на прибор, он сможет уловить изменения когда Земля пройдет через границу.

Стены из темной материи не были обнаружены до сих пор возможно именно потому, что используя один единственный магнитометр, ты не найдешь ничего кроме шума. "Ты никогда не сможешь определить, что произошло – возможно земля прошла через странное магнитное поле или студент уронил свой iPhone."

Для получения точных результатов ученым необходимо по крайне мере пять детекторов по всему миру. Коллеги по области из Польши и Калифорнии уже построили по одному магнитометру обладающими достаточной точностью для выполнения работы. 

Если теория окажется верной, это не особенно поможет в изучении темной материи, однако это объяснит тот факт, что мы до сих пор не смогли найти частиц этой самой материи. Возможно мы не там искали или вообще занимаемся бесполезным делом и ответ совсем в другой области?