Тёмная материя долгое время была загадкой для астрономов, в немалой степени потому, что её очень трудно обнаружить напрямую. Её влияние очевидно, если посмотреть на её гравитационное воздействие на такие объекты, как далёкие галактики, но измерить это влияние в небольших масштабах оказалось довольно сложно. Однако, теперь группа учёных считает, что у них есть способ напрямую измерить влияние тёмной материи – всё, что для этого потребуется, – это специальный зонд, который какое-то время будет находиться очень далеко от Земли.
Гравитация – очень предсказуемая сила – её влияние уменьшается с расстоянием. Пока мы стоим на Земле, её влияние достаточно большое. Точно так же, если объект вращается вокруг Солнечной системы, Солнце, вероятно, является для него самым сильным источником притяжения. Но даже в самой Солнечной системе тёмная материя влияет на объекты, вращающиеся вокруг Солнца.
Это связано с тем, что материя (как “тёмная”, так и “барионная”, т. е. нормальная) вне Солнечной системы также притягивает объекты внутри Солнечной системы. Однако это притяжение слабее из-за огромных расстояний между объектами. Доктор Эдвард Бельбруно называет это притяжение “галактической силой”, что больше похоже на телевизионную команду супергероев из 90-х, чем на меру гравитационного влияния. Тем не менее, он и его коллеги подсчитали, что примерно 45% этой галактической силы обусловлено влиянием обычной материи, а остальные 45% – тёмной материей.
Меньшее влияние тёмной материи кажется бессмысленным, учитывая, что на неё приходится до 95% гравитационного притяжения галактики. Однако это несоответствие, по-видимому, связано с расстоянием между объектами в Солнечной системе и распределением подавляющего количества тёмной материи в галактике. Тёмная материя сгруппирована в гало вокруг внешней части галактики. Поскольку наша Солнечная система не очень близка к краю, воздействие тёмной материи на объекты в Солнечной системе сведено к минимуму.
Это не значит, что его совершенно невозможно обнаружить. Расчёты, представленные в статье, предполагают, что влияние тёмной материи могло сдвинуть зонд Pioneer 10 на целых 1,5 метра. По общему признанию, это минимальное расстояние по сравнению с миллиардами километров, которые он преодолел за свою 50-летнюю жизнь. Но с подходящими инструментами аналогичный эффект можно было бы измерить и на другом космическом корабле.
В документе предполагается, что зонд, созданный для эксперимента, специально предназначенного для наблюдения за гравитационным влиянием, может обнаружить эффекты влияния тёмной материи, просто переместившись на 100 а.е. и бросив сферический объект в космос. Этот шар будет иметь свой собственный источник питания.
Вычитая ускорение (или замедление), вызванное тепловой силой, из общей разницы ускорений зонда, учёные смогли бы выяснить, какое гравитационное ускорение вызвано самой галактической силой. В настоящее время на рассмотрении нет миссии, предназначенной для такого эксперимента, но в качестве концепции была выдвинута одна из них под названием “Межзвёздный зонд”.
