Отвъд границите на Стандартния модел: Учени търсят пета природна сила в астероида Бенну

Учените продължават да търсят възможното съществуване на пета природна сила, която би могла да допълни известните сили – гравитация, електромагнетизъм, силно и слабо ядрено взаимодействие. Въпреки липсата на доказателства се предполага, че такава сила може да е доста слаба, което обяснява трудностите при откриването ѝ. Въпреки това тя би могла да хвърли светлина върху някои загадъчни аспекти на Вселената.

Потвърждаването ѝ може да изисква изключително прецизни измервания, които биха могли да бъдат получени от мисии до близки астероиди.

От време на време се появяват доказателства за съществуването на пета сила, но досега нито едно изследване не е довело до окончателно потвърждение. Теоретиците излагат различни хипотези, но все още няма консенсус относно естеството на тази сила, което усложнява нейното търсене. В същото време, ако е възможно да се открие обект, чието поведение не се обяснява с известните сили, това ще бъде важна улика.

Пример за търсене на нови физични закони са аномалиите в движението на небесните тела. Както отбелязват учените от Националната лаборатория в Лос Аламос, именно такива отклонения са позволили да се открие Нептун, да се намерят нарушения в орбитата на Уран, както и да се потвърди общата теория на относителността в примера с прецесията на орбитата на Меркурий.

Въпреки, че понякога се появяват твърдения за нередности в орбитите на планетите, повечето от тях по-късно се обясняват или с грешки, или с гравитационното въздействие на обекти, които преди това не са били отчетени. Астероидните орбити са по-трудни за анализ поради влиянието на много малки фактори, като например сблъсъци или натиск на слънчевата светлина.

Въпреки това, ако орбитата на даден астероид се отклонява от очакваната траектория и други обяснения са изключени, това може да е знак за нова природна сила.

Доскоро орбитите на астероидите не бяха проследявани с достатъчна точност, но с развитието на технологиите това се промени. Особено внимание се обръща на астероидите, които пресичат земната орбита, особено на тези, към които са изпратени мисии, като Бенну и системата Дидимос/Диморфос.

Екип от учени, използвайки данни от мисията OSIRIS-REx и наземни наблюдения е изследвал орбитата на астероида Бенну, търсейки отклонения. Засега не са открити доказателства за пета природна сила, която да влияе на движението му, но учените не смятат проекта за завършен. Съществуващите данни съдържат някои несигурности, които поставят горна граница на възможната сила на това хипотетично взаимодействие.

През 2029 година, когато астероидът Апофис ще премине на близко разстояние до Земята, изследователите планират да направят още по-прецизни измервания, за да стеснят възможните параметри на петата природна сила.

Известните природни сили имат частици, които ги пренасят. Например, силното ядрено взаимодействие, макар и да е много по-мощно от другите на къси разстояния, е ограничено до ядрото на атома, тъй като неговите носители (глюоните) не могат да пътуват на големи разстояния. Разширенията на Стандартния модел на частиците предполагат съществуването на свръхлек бозон, който би могъл да пренася петата сила. За да може да влияе на орбитите на астероидите, тази сила би трябвало да е с далечно действие, подобно на гравитацията.

Предполага се също, че такива бозони могат да бъдат кандидати за тъмна материя. Много други теории за тъмната материя обаче предлагат алтернативни обяснения, като например „тъмни фотони“ или други екзотични частици, които също могат да влияят върху движението на астероидите.

Изследването е публикувано в списание Communications Physics.