Темна матерія, одна з найбільших загадок сучасної фізики, теоретично може створювати настільки потужне тепло в центрі планет, що здатна розтопити тверде ядро Землі. Такий висновок зробили науковці з Вашингтонського університету у Сент-Луїсі Крістофер Каппіелло та Тансу Дейлан у дослідженні, опублікованому в журналі Physical Review D, повідомляє IFLScience.
Як темна матерія може “розігріти” Землю
Вчені змоделювали, як частинки темної матерії можуть накопичуватись у центрі планети під дією гравітації. Коли вони стикаються зі своїми античастинками, відбувається анігіляція — взаємне знищення, що вивільняє енергію у вигляді тепла.
“Швидкість анігіляції зростає пропорційно квадрату щільності темної матерії”, — пояснюють автори.
Іншими словами, чим більше частинок скупчено у ядрі, тим інтенсивніше вони взаємодіють і тим більше тепла утворюється.
Що таке “темне пекло”
У своїх розрахунках науковці визначили, що за певних умов це тепло могло б розігріти ядро Землі настільки, що воно почало б плавитися. Модель показала, що “рідка зона” всередині ядра могла б мати радіус до 400 кілометрів, а тепловиділення сягати приблизно 20 тераватів.
Саме цей гіпотетичний стан учені назвали “темним пеклом”.
Втім, сейсмічні дослідження доводять, що ядро Землі залишається твердим, а будь-яке велике розплавлення спотворило б проходження сейсмічних хвиль. Відсутність таких ознак означає, що реальне нагрівання від темної матерії — мінімальне, і це допомагає звузити параметри, у яких варто шукати її частинки.
Що обмежує вплив темної матерії
Щоб темна матерія накопичувалась у центрі Землі, її частинки мають взаємодіяти зі звичайною речовиною — втрачати енергію під час зіткнень і осідати ближче до ядра.
- Легкі частинки розподіляються рівномірніше.
- Важчі — концентруються ближче до центру планети.
Автори також наголошують, що якщо темної антиматерії у Всесвіті менше, швидкість анігіляції буде невеликою. А якщо вивільнена енергія переходить у нейтрино — майже невловимі частинки, що рідко взаємодіють із речовиною, — нагрівання ядра буде практично непомітним.
Що далі
Дослідники вважають, що майбутні місії на Місяць можуть допомогти розкрити природу темної матерії.
Спостереження слабких радіосигналів водню з раннього Всесвіту на частоті близько 50 МГц дозволять визначити маси частинок та з’ясувати, чи є темна матерія “холодною” або “теплою”.
Зворотний бік Місяця — ідеальне місце для таких експериментів, адже там панує “радіотиша”, тобто відсутність перешкод від земної іоносфери й технологій, які блокують подібні сигнали на Землі.
