Пятая сила: существует ли она? Ученые надеются найти ответ с помощью астероидов

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Вселенная полна загадок, и одна из них — существование так называемой «пятой силы». В дополнение к четырем известным фундаментальным взаимодействиям (гравитационному, электромагнитному, сильному и слабому) некоторые теории предсказывают наличие еще одной силы, которая может оказывать влияние на движение небесных тел.

Ученые давно ищут подтверждение существования пятой силы, используя различные методы — от лабораторных экспериментов до наблюдений за далекими галактиками. Недавно исследователи обратили внимание на неожиданный источник информации — астероиды.

Бенну, иллюстрация
Бенну, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

В статье, опубликованной в журнале Communications Physics, группа ученых под руководством Юй-Дай Цая из Национальной лаборатории Лос-Аламоса (США) использовала данные миссии OSIRIS-REx и наземные наблюдения за астероидом Бенну, чтобы получить ограничения на параметры пятой силы.

OSIRIS-REx — это космический аппарат NASA, который был запущен в 2016 году с целью изучения астероида Бенну. Аппарат собрал образцы грунта с поверхности астероида и доставил их на Землю в 2023 году. Помимо выполнения своей основной задачи, OSIRIS-REx предоставил ученым уникальные данные о движении Бенну, которые оказались ценными для проверки фундаментальных физических теорий.

Согласно стандартной модели физики элементарных частиц, движение Бенну определяется гравитационным притяжением Солнца и других планет. Однако, если пятая сила действительно существует, она должна вносить небольшие искажения в траекторию астероида.

Исследователи проанализировали данные OSIRIS-REx и наземных наблюдений, чтобы найти признаки таких искажений. Для этого они использовали сложные математические модели, которые учитывали все известные факторы, влияющие на движение Бенну.

На рисунке показаны верхние пределы на силу связи U(1)B темных фотонов A` и барионно-связанных скаляров ϕ с gϕ,p = gϕ,n и ge = 0, как функция массы частицы или, эквивалентно, ее комптоновской длины волны. Пределы были получены при анализе орбит Бенну (зеленый) и Апофиса (синий), заштрихованные области над соответствующими кривыми исключены. Также показаны верхние пределы других зондов: тесты по принципу эквивалентности (EP) (серая заштрихованная область исключена)46, лунная лазерная дальнометрия (LLR, серая сплошная кривая)21, планетарная прецессия (серая пунктирная кривая)22, векторная сверхрадиолокация (исключая область, заключенную между двумя серыми линиями)47,62, а также более ранний предел чувствительности, оцененный по прецессиям 9 астероидов (серая пунктирная кривая)23. Четыре цветные пунктирные вертикальные линии указывают на диапазоны масс, которые, согласно цветным меткам, могут быть исследованы другими классами объектов: Троянцы Юпитера (JT) и Хильды (H) - коричневым, астероиды главного пояса (M) - пурпурным, околоземные объекты (NEOs) - красным, а транснептуновые объекты (TNOs) - кинжальным.
На рисунке показаны верхние пределы на силу связи U(1)B темных фотонов A` и барионно-связанных скаляров ϕ с gϕ, p = gϕ, n и ge = 0, как функция массы частицы или, эквивалентно, ее комптоновской длины волны. Пределы были получены при анализе орбит Бенну (зеленый) и Апофиса (синий), заштрихованные области над соответствующими кривыми исключены. Также показаны верхние пределы других зондов: тесты по принципу эквивалентности (EP) (серая заштрихованная область исключена)46, лунная лазерная дальнометрия (LLR, серая сплошная кривая)21, планетарная прецессия (серая пунктирная кривая)22, векторная сверхрадиолокация (исключая область, заключенную между двумя серыми линиями)47,62, а также более ранний предел чувствительности, оцененный по прецессиям 9 астероидов (серая пунктирная кривая)23. Четыре цветные пунктирные вертикальные линии указывают на диапазоны масс, которые, согласно цветным меткам, могут быть исследованы другими классами объектов: Троянцы Юпитера (JT) и Хильды (H) — коричневым, астероиды главного пояса (M) — пурпурным, околоземные объекты (NEOs) — красным, а транснептуновые объекты (TNOs) — кинжальным.
Автор: Tsai, YD., Farnocchia, D., Micheli, M. et al. Constraints on fifth forces and ultralight dark matter from OSIRIS-REx target asteroid Bennu. Commun Phys 7, 311 (2024). https://doi.org/10.1038/s42005-024-01779-3 CC-BY 4.0 Источник: www.nature.com

Результаты анализа показали, что данные не противоречат стандартной модели физики элементарных частиц. Однако, ученым удалось получить ограничения на параметры пятой силы, если она все же существует.

В частности, исследователи получили самые строгие ограничения на силу взаимодействия, связанную с гипотетическими частицами — темными фотонами и барион-связанными скалярами.

Полученные результаты демонстрируют потенциал использования данных о движении астероидов для проверки фундаментальных физических теорий. В будущем, с появлением новых данных о движении астероидов, ученые смогут получить еще более точные ограничения на параметры пятой силы и, возможно, даже обнаружить ее следы.

Это исследование открывает новую главу в поисках пятой силы, превращая астероиды из объектов астрономических наблюдений в ценные инструменты для изучения фундаментальных законов природы. Возможно, именно благодаря этим космическим странникам мы сможем разгадать одну из самых интригующих загадок Вселенной.

3 комментария

Добавить комментарий

a
Была бы дальнодействующей, как гравитация или электромагнетизм, — скорее всего, уже нашли бы.
2
Никакой пятой силы нет. Эти учёные полные дебилы (как и те кто пиарятся на них).
Общепринятая теория это то, что частицы (бампы) тёмной материи взаимодействуют с обычной материей обычным гравитационным взаимодействием. Поэтому для объяснения аномалий движений любых космических объектов нет необходимости вводить новые поля-взаимодействия.
Да и тёмные фотоны — это обычная завиральная гипотеза высосанная из пальца.
Самое гприкольное, что можно с утюгом пытать этих учёных, чтобы узнать параметры их математической модели с целью воспроизвести их результаты. Но пиндос партизанеш будут молчать
a
Это вроде того, как была гравитация, электричество и магнетизм. Потом пришел Максвелл и объединил электричество с магнетизмом. Затем пришло время исследования радиоактивности. Постепенно выяснили, что за бета-распад отвечает слабое взаимодействие, а в ядре нуклоны удерживаются сильным взаимодействием. Через некоторое время выяснили, что электромагнетизм и слабое взаимодействие представляют единое электрослабое взаимодействие.
Так что запросто может появиться какие-то явление, не описывающееся гравитацией, сильным и электрослабым взаимодействиями. Почему нет?

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Сознание искали не в том отделе мозга: всё наше «Я» скрывается на участке в 4 миллиметра

Если закрыть глаза и заткнуть уши, человек мгновенно лишается примерно семидесяти процентов входящей информации об окружающем мире. Исчезают зрительные образы и звуки. Однако само ощущение...

Перфокарты считают население: как машина Холлерита обрабатывала перепись США 1890 года

В 1890 году в Вашингтоне происходило странное превращение. Миллионы ответов, записанных переписчиками на бумажных бланках, переносили на плотные карточки. Вместо фамилий и предложений на них...

Почему в СССР ступени в подъездах красили только по краям

Если вы зайдете в подъезд любой советской хрущевки, панельной девятиэтажки или сталинки, то наверняка увидите эту картину: лестничные марши выкрашены коричневой или зеленой масляной краской строго...

Морских выдр почти выбили ради меха — после этого морские ежи начали уничтожать подводные леса

В XVIII веке морская выдра была обычным хищником огромной полосы побережья северной части Тихого океана — от Японии и Курильских островов через Алеуты и Аляску до Калифорнии. Через...

Карьера Эстебана Окона в Формуле-1 подошла к концу: что случилось с французским гонщиком?

Эстебан Окон был досрочно уволен из «Хааса» и остался без места в Формуле-1. Поклонники гонок и так знали, что француз покинет американскую команду по окончании текущего сезона, но ситуация резко...

Почему многие огромные пляжи Африки так и не стали популярными курортами

Африка омывается двумя океанами и двумя морями. Здесь есть песчаные пляжи, тропические острова и места, где почти круглый год тепло. Казалось бы, идеальные условия для отдыха. Однако крупные...