శాస్త్రవేత్తలు గురుత్వ తరంగాల్లో డార్క్ మ్యాటర్‌ను వెతకడానికి కొత్త మార్గాన్ని ప్రతిపాదించారు

డార్క్ మ్యాటర్ అన్వేషణ ఇప్పుడు బ్లాక్ హోల్ విలీనాల వైపు మళ్లింది

డార్క్ మ్యాటర్‌ను చాలా కాలంగా ప్రత్యక్షంగా గమనించలేదు, కేవలం ఊహించబడింది. అది విశ్వంలోని ఎక్కువ భాగ పదార్థానికి కారణమని భావించినా, అది కాంతితో లేదా ఎలక్ట్రోమాగ్నెటిక్ స్పెక్ట్రమ్‌లోని ఇతర భాగాలతో సులభంగా గుర్తించగల రీతిలో పరస్పరం చర్య చేయదు. అందువల్ల శాస్త్రవేత్తలు దీని ఉనికిని పరోక్షంగా, సాధారణంగా గెలాక్సీలు మరియు పెద్ద-స్థాయి నిర్మాణంపై దాని గురుత్వ ప్రభావాల ద్వారా, వెతకాల్సి వచ్చింది.

ఇప్పుడు, అందించిన మూల సమాచారం ప్రకారం, ఎంఐటి నేతృత్వంలోని ఒక బృందం వేరే దారిని ప్రతిపాదించింది: బ్లాక్ హోల్ విలీనాల నుండి వచ్చే గురుత్వ తరంగాలను విశ్లేషించి డార్క్ మ్యాటర్‌ను వెతకడం. ఆలోచన ఏమిటంటే, భూమిపై ఉన్న డిటెక్టర్‌లో కణాల ఢీకొనడాన్ని కాకుండా, అంతరిక్ష-కాల అలలలో నిక్షిప్తమైన ఒక నమూనాను కనుగొనడం.

సూపర్‌రేడియన్స్ యంత్రాంగం

ప్రతిపాదిత పద్ధతి సూపర్‌రేడియన్స్ అనే ప్రక్రియపై ఆధారపడి ఉంది. బృందం మోడల్‌లో, డార్క్ మ్యాటర్ ఎలక్ట్రాన్ కంటే ఎన్నో స్థాయిల తేలికపాటి అసాధారణంగా తేలికైన కణాలతో కూడి ఉంటుంది. ఈ తరంగాలాంటి కణాలు వేగంగా తిరిగే బ్లాక్ హోల్‌ను తాకినప్పుడు, బ్లాక్ హోల్ తన భ్రమణ శక్తిలో కొంత భాగాన్ని వాటికి అందించి, డార్క్ మ్యాటర్ క్షేత్రాన్ని అత్యంత అధిక సాంద్రతలకు పెంచగలదు.

మూలంలో దీనిని క్రీమ్‌ను చూర్ణించి వెన్నగా మార్చడంలా వర్ణించారు: వ్యాపించి ఉన్నది మరింత సాంద్రంగా, నిర్మితంగా మారుతుంది. ఫలితంగా, తిరుగుతున్న బ్లాక్ హోల్ చుట్టూ ఘనమైన డార్క్ మ్యాటర్ మేఘం ఏర్పడుతుంది.

గురుత్వ తరంగాలు కథలో ఎక్కడ ప్రవేశిస్తాయి

రెండో బ్లాక్ హోల్ లోపలికి సర్పిలంగా చేరి మొదటి దానితో విలీనమైతే, అది ఆ డార్క్ మ్యాటర్ మేఘం గుండా ప్రయాణించాలి. పరిశోధకుల ప్రకారం, ఆ పరస్పర చర్య విలీనంతో ఉత్పత్తయ్యే గురుత్వ తరంగాల్లో సూక్ష్మమైన కానీ గుర్తించదగిన ముద్రను వదులుతుంది, దాంతో ఆ సంకేతం దాదాపు ఖాళీ అంతరిక్షంలో బ్లాక్ హోల్స్ విలీనమైతే ఎదురయ్యే సంకేతం నుంచి భిన్నంగా ఉంటుంది.

అదే ఈ పద్ధతికి ప్రధాన హామీ. డార్క్ మ్యాటర్‌ను నేరుగా చూడటానికి ప్రయత్నించ بدులు, శాస్త్రవేత్తలు వాస్తవ విలీన సంకేతాలను, చుట్టూ ఉన్న మేఘం తరంగరూపాన్ని ఎలా మార్చుతుందో అంచనా వేసే నమూనాలతో పోల్చవచ్చు.

వాస్తవ డేటాతో ఆ ఆలోచనను పరీక్షించడం

ఎంఐటి పోస్ట్‌డాక్టరల్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త Josu Aurrekoetxea నేతృత్వంలోని బృందం, ఆ ముద్ర ఎలా ఉండాలో ఒక నమూనాను రూపొందించి, దాన్ని LIGO, Virgo, మరియు KAGRA నుండి వచ్చిన ప్రజా డేటాకు వర్తింపజేసింది. అందించిన మూలం ప్రకారం, వారు ఆ పరిశీలన కేంద్రాల మొదటి మూడు పరిశీలనా రన్లలోని 28 అత్యంత స్పష్టమైన గురుత్వ-తరంగ ఘటనలను ఎంపిక చేశారు.

ఆర్టికల్ ప్రకారం, ఆ 28 సంకేతాల్లో 27 సాధారణ ఖాళీ-స్థల బ్లాక్ హోల్ విలీనాల్లా కనిపించాయి. GW190728గా నమోదు చేసిన 28వ సంకేతం మాత్రం వేరుగా కనిపించింది. అందించిన పాఠ్యం పూర్తి వ్యాఖ్యానాన్ని వివరించకముందే ఆగిపోయింది కాబట్టి, అత్యంత సురక్షితమైన నిర్ణయం డార్క్ మ్యాటర్‌ను గుర్తించారు అనేది కాదు; కానీ ఆ ఘటన బృందం స్క్రీనింగ్ విధానంలో మిగతా వాటి నుంచి భిన్నంగా కనిపించిందన్నదే.

ఇది ఎందుకు ముఖ్యం

ఆ తేడా ముఖ్యమైనది. డార్క్ మ్యాటర్‌పై ఉన్న దావాలకు జాగ్రత్త అవసరం, మరియు ఈ పనిని ఉన్న పరిశీలనలపై చేసిన ప్రారంభ పరీక్షతో కూడిన ఒక పద్ధతి ప్రతిపాదనగా అర్థం చేసుకోవడం ఉత్తమం. అయినప్పటికీ, ఇది గమనించదగిన అభివృద్ధి, ఎందుకంటే ఇది అన్వేషణ స్థలాన్ని ప్రాయోగికంగా విస్తరిస్తుంది. గురుత్వ-తరంగ ఖగోళశాస్త్రం ఇప్పటికే విలీన ఘటనల పెరుగుతున్న రికార్డును సృష్టిస్తోంది. డార్క్ మ్యాటర్ ఆ సంకేతాల్లో తన ముద్రను వదిలగలిగితే, ప్రతి భవిష్యత్తు గుర్తింపు కేవలం బ్లాక్ హోల్ కొలత మాత్రమే కాక, మూల భౌతికశాస్త్రానికి ఒక సంభావ్య ప్రోబ్‌గా కూడా మారుతుంది.

డార్క్ మ్యాటర్ మన చుట్టూ ఉంది, కానీ దాని ప్రభావం కనిపించాలంటే అది తగినంత సాంద్రంగా ఉండాలి, ఆ సాంద్రతను పెంచడానికి బ్లాక్ హోల్స్ ఒక యంత్రాంగాన్ని అందిస్తాయని Aurrekoetxea చెప్పినట్లు మూలం ఉదహరిస్తోంది. ఇది తర్కాన్ని స్పష్టంగా చూపిస్తుంది. బ్లాక్ హోల్ కేవలం గురుత్వ తరంగాల మూలమే కాదు; అది డార్క్ మ్యాటర్‌ను కనిపించగల ఆకృతిగా కేంద్రీకరించే ఇంజిన్ కూడా.

గురుత్వ-తరంగ ఖగోళశాస్త్రానికి కొత్త పొర

• ఈ పద్ధతి సమన్వయ తరంగాల్లా ప్రవర్తించే అతి తేలికపాటి డార్క్ మ్యాటర్ కణాలను లక్ష్యంగా పెట్టుకుంటుంది.
• వేగంగా తిరిగే బ్లాక్ హోల్స్ సూపర్‌రేడియన్స్ ద్వారా ఆ తరంగాలను పెంచగలవు.
• బ్లాక్ హోల్ చుట్టూ ఘనమైన మేఘం తరువాతి విలీనంలోని తరంగరూపాన్ని మార్చగలదు.
• ఎంఐటి నేతృత్వంలోని బృందం 28 ప్రజా LIGO, Virgo, మరియు KAGRA సంకేతాలపై ఈ ఆలోచనను పరీక్షించింది.

ప్రస్తుతం ప్రధాన ఫలితం భావనాత్మకంగా, పద్ధతిసంబంధంగా ఉంది. ఇది పరిశోధకులకు చూడడానికి ఒక స్పష్టమైన సంతకాన్ని ఇస్తుంది, అలాగే ఉన్న మరియు భవిష్యత్తు గుర్తింపులను డార్క్ మ్యాటర్‌ను దృష్టిలో ఉంచుకుని మళ్లీ పరిశీలించడానికి కారణాన్ని అందిస్తుంది. తదుపరి సంకేతం ఎక్కడ కనిపిస్తుందో తెలియని రంగంలో, అది మాత్రమే కూడా ప్రాముఖ్యమైనదే.

ఈ విధానం నిలబడితే, గురుత్వ-తరంగ క్యాటలాగులు రెండో ప్రయోజనాన్ని కూడా అందించవచ్చు: విశ్వంలో హింసాత్మక ఘటనలను మ్యాప్ చేయడమే కాదు, వాటిని ఆధిపత్యం చేస్తున్నట్లు భావించే కనిపించని పదార్థాన్ని బయటపెట్టడంలో కూడా సహాయపడటం.

ఈ వ్యాసం Universe Today నివేదిక ఆధారంగా ఉంది. మూల వ్యాసాన్ని చదవండి.