Как поймать тёмную материю жестянкой из-под краски Астрономы бьются над природой тёмной материи не одно десятилетие, а автор ловит её признаки дома. Рупорная антенна из рулона кровельного алюминия за $25 и пустой канистры из-под разбавителя, скреплённых монтажной лентой. Приёмник ещё на $45. Всё. Эта конструкция принимает излучение водородных облаков на 1420 МГц и по доплеровскому смещению даёт скорости, с которыми газ обращается вокруг центра Галактики. Если основная масса сидит в центре, скорость должна падать с расстоянием, как у планет вокруг Солнца. А она не падает. Что-то невидимое держит облака на ходу, и это «что-то» удаётся нащупать кусками металла и Excel.

Темная материя — один из самых больших вопросов современной физики. В ее существовании ученые практически не сомневаются: именно ее гравитационное воздействие на галактики удерживает звезды, составляющие эти галактики, вместе. Правда, из чего она состоит по-прежнему неизвестно, и исследователи рассматривают самые разные варианты, включая гипотетические частицы. Среди наиболее известных кандидатов присутствуют вимпы (WIMP) и аксионы. Причем в последние десять лет физики все чаще критикуют обе эти идеи. Первые представляют собой тяжелые частицы, слабо взаимодействующие с обычным веществом, а вторые — чрезвычайно легкие частицы. Еще один вариант — темные фотоны. Они похожи на обычные фотоны, но относятся к так называемому темному сектору — пока неизвестной физике за пределами Стандартной модели. От гипотезы о темных фотонах физики почти отказались после того, как расчеты показали, что эти частицы должны заметно нагревать вещество в ранней Вселенной. Однако, данная гипотеза неожиданно получила второй шанс: выяснилось, что прежние ограничения на существование гипотетических темных фотонов могли быть слишком строгими. https://naked-science.ru/article/astronomy/fiziki-vernuli-k-zhizni-o

А что, если внутри чёрной дыры сидит целая звезда? Учебник отвечает на вопрос «что внутри чёрной дыры» одним словом: сингулярность. Пересёк горизонт событий — и падаешь к точке бесконечной плотности, где уравнения превращаются в бессмыслицу. Строго говоря, это не ответ, а эдакое признание, что физика на этом месте закончилась. Чэнь Тан и Юн-Цян Ван из Ланьчжоуского университета предложили альтернативу и назвали её: нейтронная звезда внутри чёрной дыры. Отправная точка — идея прошлого года. Некоторые экзотические формы тёмной материи, собранные в гало с определённым соотношением давления и плотности, способны породить чёрную дыру без сингулярности в центре. Такие объекты называют регулярными: уравнения там остаются осмысленными до самой середины. Тан и Ван задались вопросом: а что будет, если положить в центр такого гало обычную нейтронную звезду? Прогнали через стандартные уравнения звёздной структуры и получили три сценария. При низкой плотности гало ничего интересного: нейтронная звезда с облаком тёмной материи вокруг, слегка приплюснутая. При высокой — всё коллапсирует, устойчивого решения нет. А вот между этими режимами начинается странное. В пространстве сразу за звездой формируется оболочка. В одной из моделей она тянется примерно от 10 до 12 километров, при том что поверхность самой звезды находится на 8,5 километра. Внутри этой оболочки геометрия выворачивается наизнанку и становится геометрией внутренности чёрной дыры. То есть горизонт событий возникает — но он смыкается над звездой, а не порождён её коллапсом. А звезда преспокойно продолжает существовать: целая, структурированная, никакой сингулярности. Ключевой момент: ничего не схлопнулось. Гравитацию, создающую горизонт, дают звезда и гало вместе, причём тёмная материя вносит примерно столько же массы, сколько сама звезда. Тот же результат авторы получают на двух разных уравнениях состояния вещества — значит, это не артефакт одного удачного допущения. Это мысленный эксперимент с проработанной математикой, а не заявление о реальных объектах на небе. Но смысл в другом. Внутренность чёрной дыры не обязана быть концом физики: есть по крайней мере одно возможное решение, где это место, и в нём что-то есть. @vselennayaplus