Scienty

Исследователи полагают, что невидимое, гипотетическое вещество воздействует на обычную материю не только посредством гравитации. Ученые считают, что частицы темной материи способны взаимодействовать с атомами внутри планет, при этом в процессе столкновений высвобождается энергия. Согласно расчетам, это должно приводить к постепенному уменьшению продолжительности дня на Земле: на 12 секунд за каждые 100 лет.

Фото: img.freepik.com

Согласно оценкам, темная материя занимает примерно 85 процентов общей массы материи во Вселенной – и это единственное, что о ней можно утверждать со стопроцентной уверенностью. Её масса во много раз больше массы обычного вещества, однако она не проявляет себя иным способом. При этом даже не исключено, что это не вещество вовсе.

Её наличие стало очевидным лишь с появлением у астрофизиков возможности определять массу галактик. Оказалось, что в подавляющем большинстве галактик гравитационного взаимодействия звёзд, даже в сочетании с притяжением сверхмассивной чёрной дыры в центре, недостаточно для сохранения целостности галактической структуры.

Если бы не гравитационное воздействие скрытой массы, Млечный Путь давно бы распался на отдельные звезды, и ночное небо над Землей стало бы пустым. В современной астрофизике сложилось представление, согласно которому видимые, яркие компоненты галактик подобны жемчужинам, заключенным внутри невидимых оболочек – гало темной материи.

Астрофизики полагают, что гипотетические, доселе неизвестные частицы, вероятно, способны взаимодействовать с обычными, не ограничиваясь только гравитационным воздействием, и это может в конечном итоге способствовать раскрытию их сущности. Ранее высказывались гипотезы о том, что темная материя присутствует повсеместно, в том числе и внутри планет, где ее частицы сталкиваются с обычными. Такие столкновения, как предполагается, приводят к взаимному уничтожению с высвобождением тепловой энергии. Следовательно, если подобное действительно происходит внутри планеты, то темная материя вносит небольшой, но ощутимый вклад в ее нагрев.

Недавние исследования, проведенные китайскими учеными, предлагают расширить наше понимание воздействия темной материи. Они предполагают, что ее нагрев может оказывать влияние не только на другие процессы, но и ускорять вращение планеты вокруг своей оси. По мнению исследователей, большее количество частиц темной материи будет концентрироваться в полушарии, движущемся навстречу потоку, что создаст асимметрию и усилит вращение планеты».

Степень проявления этого эффекта будет зависеть от количества темной материи, попадающей в планету, ее собственной массы, расстояния до звезды и ряда других факторов. Благодаря этому удалось определить, каким образом темная материя может влиять на Землю, учитывая все ее характеристики и расположение в относительно спокойной области галактики, удаленной от центра. В нашей части галактики не должно присутствовать большое количество темной материи, поскольку предполагается, что она в большей степени сконцентрирована вблизи центра диска Млечного Пути.

Согласно проведенным расчетам, под воздействием темной материи наша планета может нагреваться на 0,015 градуса каждые 100 лет. Таким образом, за тысячелетие этот показатель увеличится до 0,15 градуса, за миллион лет – до полутора градусов, и так далее. При этом важно отметить, что не все полученное тепло остается внутри планеты.

Согласно оценкам, темная материя способна уменьшать скорость вращения Земли, сокращая продолжительность суток на 12 секунд в столетие. Результаты этих исследований были представлены учеными в научной статье, доступной на сервере препринтов arXiv.

При экстраполяции этих данных на 4,5 миллиарда лет, прошедших со времени формирования Земли, можно говорить о сокращении продолжительности суток на 540 миллионов секунд, что эквивалентно 17 годам. Однако это не подразумевает, что изначально сутки на Земле длились именно столько – скорее, в рамках представленного сценария, по мере ускорения вращения планеты, скорость этого вращения претерпевала значительные изменения.

Чтобы провести сравнение, исследователи рассчитали потенциальное воздействие темной материи на более чем на полтора десятка экзопланет. Анализ показал, что в областях с высокой концентрацией темной материи ее влияние становится определяющим, и скорость вращения планет значительно возрастает.

Наиболее заметное воздействие ощутил бы газовый гигант Эпсилон Индейца b, расположенный вблизи звезды примерно в 11–12 световых годах от Земли. Если бы он не находился в нашей звездной системе, а был бы ближе к центру галактики, то сутки на этой планете сокращались бы на 10 секунд за каждые сто лет. Однако, учитывая массу планеты, составляющую семь масс Юпитера, это весьма значительный показатель.