Пионер-10
Источник аномального ускорения межпланетных станций в окрестностях Земли, которое грозило ниспровергнуть теорию гравитации, может выдать лишнее тепло. Если ускорение дают частицы темной материи, космические зонды должны греться во время пролета. Правда, пока неясно насколько.
Взаимодействие между обычным и темным веществами также нельзя считать особо смелым предположением. В арсенале физиков-теоретиков есть десятки, если не сотни конкурирующих теорий, который объясняют существование темной материи и допускают возможность обмена энергией между обычным и темным веществами.
Более того, существуют даже экспериментальные данные, которые недвусмысленно указывают на наличие такого взаимодействия в природе. Это в первую очередь предварительные данные исследовательских проектов PAMELA, ATIC и Fermi, которым, возможно, удалось наблюдать превращение частиц темной материи в частицы обычного вещества. Кроме того, существует эксперимент DAMA/LIBRA, который напрямую почувствовал «удары» частиц темной материи по детектору (по крайней мере так утверждают его создатели; независимого подтверждения этих данных до сих пор нет).
Итак, темная материя есть и наверняка может взаимодействовать с видимым веществом. Почему же тогда не принять объяснение, предложенное Адлером, и навеки не забыть о призраках «новой физики»?
Тень на плетень
Дело в том, что параметры темной материи, которые нужны для устранения аномалии, совсем не похожи на те, что кажутся естественными большинству других ученых. «Темная частица Адлера» должна гораздо охотнее участвовать во взаимодействии с протонами и нейтронами, чем того хотелось бы большинству теоретиков. Чтобы при этом не нарушить другие имеющиеся ограничения на это взаимодействие, те же частицы должны быть существенно легче, чем принято считать.
Однако легкость в свою очередь мешает частицам копиться в окрестностях Земли, а чтобы объяснить аномалию, их рядом с нами должно быть много. В итоге Адлеру приходится задействовать неуклюжую идею накопительного каскада, согласно которой плотность темного вещества рядом с Землей существенно выше, чем в Солнечной системе, а в Солнечной системе - существенно выше, чем в среднем по Галактике. Это не очень естественно, не очень красиво и до конца непонятно.
В общем, чтобы спастись от «новой физики», приходится городить какие-то колченогие схемы, и что лучше - большой вопрос. В подобных ситуациях решающее слово всегда за экспериментом.
Космический градусник
Похоже, Адлер наконец придумал, как экспериментально проверить его пока исключительно умозрительную теорию. Предложение Адлера - поставить на космический аппарат, пролетающий рядом с Землей, своего рода градусник, а точнее, хорошо изолированный от внешнего мира калориметр - измеритель тепловой энергии.
Ученый и в прежних своих работах вскользь упоминал об этом эффекте. Суть его очень проста: энергия и импульс, которые передаются протонам и нейтронам атомных ядер при взаимодействии с частицами темной материи, зависят от параметров движения первых относительно вторых. А значит, помимо некоторого общего для всех «среднего» импульса, который и порождает аномалию, должен быть некоторый разброс в движении частиц. Этот разброс с точки зрения термодинамики представляет собой теплоту, выделяющуюся при движении межпланетной станции через облако окружающих Землю темных частиц - независимо от того, ускоряют они аппарат или замедляют его.
Именно это тепло ученый и предлагает искать в своей новой работе, для чего, по его мнению, нужно оснащать точными калориметрами будущие межпланетные станции, которые будут совершать гравитационные маневры вблизи массивных тел. Можно также проанализировать имеющиеся телеметрические данные - для тех же Galileo или NEAR, к примеру - на предмет аномального нагрева во время пролета мимо Земли. Свою идею Адлер представил на рассмотрение комиссии Национальной академии наук США, которая занимается планированием космических исследований на следующее десятилетие. С обоснованием этого предложения можно ознакомиться на сайте электронных препринтов Корнельского университета.
Неопределенность
Впрочем, величина эффекта сильно зависит от целого ряда по-прежнему неизвестных параметров, включая массу частиц темной материи и относительный вклад во взаимодействие упругих и неупругих процессов. Для частицы массой 1 МэВ изменение температуры, соответствующее пролету мимо Земли, может составить от миллионных долей до тысяч градусов, так что неопределенность этих предсказаний остается очень значительной.
Независимо от финального исхода приятно сравнить это с точностью теории относительности, благодаря которой мы можем вычленить непонятный эффект. Новая физика, если она есть, еще только-только начинается. Одно из этих начал представлено здесь (пункт 8).
Источник E-NEWS
