За гранью стандартной модели: ученые ищут пятую силу природы на астероиде Бенну

Ученые продолжают искать возможное существование пятой силы, которая могла бы дополнить известные нам силы — гравитацию, электромагнетизм, сильное и слабое взаимодействия. Несмотря на отсутствие доказательств , предполагается, что такая сила может быть достаточно слабой, что объясняет трудности с её обнаружением. Тем не менее, она могла бы пролить свет на некоторые загадочные аспекты Вселенной. Для её подтверждения могут потребоваться чрезвычайно точные измерения, которые могут быть получены в ходе миссий на ближайшие астероиды.

Периодически данные указывают на существование пятой силы, однако до сих пор ни одно из исследований не привело к окончательному подтверждению. Теоретики выдвигают различные гипотезы, но единого мнения по поводу природы этой силы пока нет, что усложняет её поиск. При этом, если удастся обнаружить объект, поведение которого не объясняется известными силами, это станет важной подсказкой.

Примером поиска новых физических законов служат аномалии в движении небесных тел. Как отмечают ученые Лос-Аламосской национальной лаборатории, именно такие отклонения позволили открыть Нептун, обнаружив нарушения в орбите Урана, а также подтвердить общую теорию относительности на примере орбитального прецессии Меркурия.

Хотя иногда появляются заявления о нарушениях орбит планет, большинство из них позже объясняется либо ошибками, либо гравитационным воздействием объектов, которые ранее не были учтены. Орбиты астероидов более сложны для анализа из-за влияния множества мелких факторов, таких как удары от столкновений или давление солнечного света. Однако если орбита астероида отклоняется от ожидаемой траектории и другие объяснения исключены, это может быть признаком наличия новой силы.

До недавнего времени орбиты астероидов не отслеживались с достаточной точностью для выявления подобных тонкостей, но ситуация меняется. Особое внимание уделяется астероидам, пересекающим орбиту Земли, особенно тем, к которым были направлены миссии, таким как Бенну и система Дидимос/Диморфос.

Команда ученых, используя данные с миссии OSIRIS-REx и наземных наблюдений, изучила орбиту астероида Бенну в поисках отклонений. Пока что не удалось обнаружить свидетельств влияния пятой силы на его движение, однако ученые не считают проект завершенным. Существующие данные содержат некоторые неопределенности, что ставит верхний предел на возможную силу этого гипотетического взаимодействия.

В 2029 году, когда астероид Апофис пройдет на близком расстоянии от Земли, исследователи планируют провести еще более точные измерения, чтобы сузить возможные параметры для пятой силы.

Известные силы имеют частицы, которые их переносят. Например, сильное взаимодействие, хотя и намного мощнее других на малых расстояниях, ограничено ядром атома, так как его переносчики — глюоны — не могут двигаться на большие расстояния. В рамках расширений Стандартной модели частиц предполагается существование ультралегкого бозона, который мог бы переносить пятую силу. Для того чтобы она повлияла на орбиты астероидов, эта сила должна быть дальнодействующей, как гравитация.

Также существует гипотеза, что такие бозоны могут быть кандидатами на роль темной материи. Однако многие другие теории темной материи предлагают альтернативные объяснения, такие как «темные фотоны» или другие экзотические частицы, которые могут также влиять на движение астероидов.

Исследование опубликовано в журнале Communications Physics.