Сигналы из-подо льда: Антарктида передаёт загадочные импульсы, от которых мурашки по коже

В мире науки вновь зазвучал тревожный сигнал — буквально. Над ледяными просторами Антарктиды обнаружены странные радиоимпульсы, происхождение которых пока не удаётся объяснить. Эти сигналы бросают вызов не только существующим научным теориям, но и самому пониманию устройства Вселенной.

Лёд, который слушает космос

Всё началось с эксперимента ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna) — уникального проекта, который много лет изучает нейтрино. Этот детектор закреплён на гигантских аэростатах, парящих на высоте около 40 километров над Антарктидой. Его задача — фиксировать радиоволны, возникающие, когда высокоэнергетические нейтрино взаимодействуют с льдом.

Нейтрино — одни из самых загадочных частиц во Вселенной. Они почти не имеют массы, лишены заряда и практически не взаимодействуют с материей. Миллиарды нейтрино проходят сквозь наши тела каждую секунду, не оставляя ни малейшего следа. Они рождаются в катастрофических событиях — взрывах сверхновых, слияниях чёрных дыр и даже в остаточных процессах Большого взрыва.

Что обнаружила ANITA

При анализе данных ANITA учёные заметили странные радиосигналы, которые, по всем законам физики, не должны существовать. Они исходят под углом около 30 градусов ниже горизонта — из-под толщи льда и, более того, сквозь сотни километров твёрдой земной коры.

С точки зрения современной физики, это невозможно. Космические частицы, проходя через такую толщу материи, должны были бы давно рассеяться или поглотиться. Однако сигналы есть, и их характеристики не укладываются в стандартные модели.

По словам доцента Университета штата Пенсильвания и участницы проекта ANITA Стефани Виссель, мы пока не знаем, что это такое. Но, судя по всему, это не нейтрино — по крайней мере, не такие, какими мы их знаем.

Почему это нарушает законы физики

Чтобы сигнал достиг антенн ANITA под таким углом, его источник должен либо находиться внутри Земли, либо существовать какая-то форма материи или взаимодействий, которые позволяют частицам преодолевать огромные расстояния сквозь плотную материю без потерь.

Это полностью противоречит стандартной модели физики частиц — основополагающей теории, описывающей поведение всех известных элементарных частиц и их взаимодействий.

Проверка гипотез

Первые предположения сводились к ошибкам в измерениях, но проверки подтвердили реальность сигналов. Для проверки данных использовались сведения с других крупнейших детекторов нейтрино, в частности IceCube в Антарктиде и обсерватории Пьера Оже в Аргентине. Однако ни один из них не зарегистрировал похожих аномалий.

Такое отсутствие подтверждений одновременно и настораживает, и интригует. Это исключает гипотезу о том, что речь идёт о стандартных взаимодействиях нейтрино с материей.

Возможные объяснения: от экзотики до новой физики

Наиболее смелые гипотезы предполагают наличие неизвестных частиц или физических процессов. Среди них:

• возможное существование "зеркальных" нейтрино — гипотетических частиц, взаимодействующих только с тёмной материей;

• новые виды взаимодействий, пока не включённые в стандартную модель;

• экзотические проявления тёмной материи;

• неучтённые эффекты распространения радиоволн в специфических условиях льда или атмосферы.

Однако пока ни одна из этих гипотез не имеет строгого математического или экспериментального подтверждения.

Стефани Виссель подчёркивает: вполне возможно, что мы имеем дело с каким-то эффектом распространения радиоволн вблизи поверхности льда или горизонта, который пока плохо изучен. Но пока что ни одна из проверенных моделей этого не объясняет.

Ответы может дать новый проект — PUEO

Для поиска ответов международная команда учёных приступила к созданию более мощного детектора под названием PUEO (Payload for Ultrahigh Energy Observations). В отличие от ANITA, новый прибор будет обладать гораздо большей чувствительностью и разрешением.

PUEO сможет фиксировать слабые сигналы, которые раньше терялись в шуме, и проводить более точную локализацию источников радиоимпульсов. Это повысит шансы разгадать природу таинственных сигналов.

Что будет, если гипотезы подтвердятся

Если окажется, что эти сигналы действительно связаны с новой физикой, это станет крупнейшим открытием XXI века. Возможные последствия:

• доказательство существования частиц тёмной материи;

• пересмотр стандартной модели физики;

• открытие новых взаимодействий в природе;

• радикальное переосмысление устройства Вселенной.

Для науки это равнозначно открытию квантовой механики в начале XX века — революция, которая изменит всё.

Или всё-таки ошибка

Конечно, нельзя исключать вероятность, что природа этих сигналов куда прозаичнее. Например, их может вызывать редкий, но возможный эффект ионосферных или атмосферных явлений в специфических условиях Антарктиды. Или это может быть комбинация неизвестных факторов, влияющих на распространение радиоволн в ледяной среде.

Окно в неизведанное

В любом случае эта загадка показывает, как мало мы на самом деле понимаем о собственной планете и окружающей нас Вселенной. Она напоминает, что каждый аномальный сигнал — это шанс заглянуть за пределы известных знаний.

И даже если разгадка окажется тривиальной, сам путь поиска — от гипотез к экспериментам, от ошибок к открытиям — является сутью научного прогресса.

Уточнения

Антаркти́да — континент, расположенный на самом юге Земли.