Хотя напрямую мы зафиксировали три слияния чёрных дыр, нам известно о существовании гораздо большего их количества. И вот, где они должны находиться
Уже в третий раз за историю наблюдений мы напрямую зафиксировали несомненную характерную черту чёрных дыр: гравитационные волны, порождённые их слиянием. Если совместить это с нашими знаниями об орбитах звёзд, движущихся вокруг центра галактики, наблюдениями за другими галактиками в рентгеновском и радиодиапазоне, и измерения скоростей движения газа, то получится неоспоримое свидетельство существования чёрных дыр в различных ситуациях. Но достаточно ли у нас информации, полученной из этих и прочих источников, для того, чтобы узнать истинное количество и распределение чёрных дыр во Вселенной? Этой теме посвящён сегодняшний вопрос читателя:
Последнее событие, зафиксированное на LIGO, заставило меня задуматься над тем, какого количество чёрных дыр, как бы выглядело небо, если бы могли их видеть (а для ясности, если бы могли видеть только чёрные дыры), каково пространственное и энергетическое распределение чёрных дыр по сравнению с распределением видимых звёзд?
Вашим первым порывом могло бы стать стремление перейти к прямым наблюдениям — и это отличное начало расследования.
Карта с экспозицией в 7 миллионов секунд, полученное в эксперименте Chandra Deep Field South (CDF-S) космической рентгеновской обсерваторией Чандра
Нашим лучшим рентгеновским телескопом до сих пор остаётся рентгеновская обсерватория Чандра. С её местоположения на орбите Земли она может улавливать даже отдельные фотоны, пришедшие от удалённых рентгеновских источников. Снимая изображения достаточно больших участков неба, она смогла определить сотни точечных источников рентгеновского излучения, каждый из которых соответствует удалённой галактике, расположенной за пределами нашей. На основе энергетического спектра полученных фотонов мы можем наблюдать доказательство наличия сверхмассивной чёрной дыры в центре каждой галактики.
Это само по себе удивительно, однако чёрных дыр существует гораздо больше, чем просто по одной ЧД гигантского размера для каждой галактики. Конечно же, каждая из галактик обладает хотя бы одной ЧД по массе превышающей Солнце в миллионы или даже миллиарды раз, но кроме них есть ещё много других.
Массы известных двойных систем ЧД, включая три подтверждённых слияния и один кандидат на слияние, полученные от LIGO
LIGO недавно объявил о своём третьей прямой фиксации чёткого сигнала гравитационных волн от сливающихся двойных ЧД, что говорит о распространённости таких систем по Вселенной. Для численной оценки у нас не хватает статистики, погрешности получаются слишком большими. Но если рассмотреть текущий радиус действия LIGO, и то, что он находит в среднем по одному сигналу каждые два месяца, можно с уверенностью заявить, что существует по меньшей мере десятки подобных систем в каждой галактике размером с Млечный путь.
Радиус действия Advanced LIGO и его возможности по обнаружению ЧД
Более того, наши рентгеновские данные говорят о существовании большого количества двойных ЧД. Возможно, их гораздо больше, чем те ЧД огромной массы, которые LIGO лучше распознаёт. И это даже не считая данных, указывающих на существование ЧД, не находящихся в бинарных системах с близким расположением друг к другу, которых, скорее всего, большинство. Если в нашей галактике существуют десятки двойных систем ЧД средней массы (10-100 солнечных), то систем малой массы (3-15 солнечных) в ней есть сотни, и, по меньшей мере, тысячи изолированных ЧД (не принадлежащих к двойным системам) массой, сравнимой с солнечной.
Подчеркну — «по меньшей мере».
ЧД чрезвычайно сложно обнаружить. Нам видны наиболее активные, наиболее массивные и наиболее экстремально расположенные. ЧД, падающие друг на друга по спирали и сливающиеся друг с другом — это прекрасно, но ожидаемое количество таких конфигураций довольно мало. Чандра различает только самые массивные и активные, но большинство ЧД не обладают массами, превышающими солнечную в миллионы или миллиарды раз, а большая часть даже из таких гигантских ЧД в данный момент не являются активными. Те ЧД, что мы можем видеть, должны составлять крохотную долю того, что есть в космосе на самом деле, независимо от того, насколько эффектные процессы мы наблюдаем.
То, что мы воспринимаем, как всплеск гамма-излучения, могло родиться при слиянии нейтронных звёзд, выбрасывающих материю во Вселенную, создающих самые тяжёлые из известных элементов и в конце порождающих ЧД
Но у нас есть способ получить хорошую оценку количества и распределения ЧД: мы знаем, как они формируются. Мы знаем, как сделать их из молодых и массивных звёзд, становящихся сверхновыми, из нейтронных звёзд, прирастающих благодаря аккреции или сливающихся, и из прямых столкновений. И хотя оптические сигналы создания ЧД получаются двусмысленными, мы видели достаточно звёзд, звёздных смертей, катаклизмов и процессов их формирования за всю историю Вселенной, чтобы вычислить именно то количество, которое нам нужно.
Остатки сверхновой, возникающие из массивной звезды, оставляют за собой схлопнувшийся объект: либо ЧД, либо нейтронную звезду, причём последняя тоже может в будущем стать ЧД в подходящих условиях
Все эти три способа получения ЧД относятся, если проследить их эволюцию обратно к началу, к крупным участкам звёздного формирования. Чтобы получить:
- сверхновую, вам понадобится звезда в 8-10 раз массивнее Солнца. Из звёзд в 20-40 раз массивнее получатся ЧД, из звёзд меньшей массы получатся нейтронные.
- слияние нейтронных звёзд или приращение аккрецией до ЧД, вам нужно либо две нейтронных звезды, сближающихся по спирали или случайно сталкивающихся, или же нейтронную звезду, высасывающую массу из звезды-компаньона и переходящую предел в 2,5-3 солнечных массы, необходимый, чтобы стать ЧД.
- прямое схлопывание в ЧД, вам нужно собрать в одном месте достаточно материи, чтобы получить звезду в ~25 раз больше Солнца по массе, и подходящие условия для формирования ЧД (без появления сверхновой).
Фотографии в видимом и близком к инфракрасному диапазонах, полученные Хабблом, показывают массивную звезду, примерно в 25 раз больше Солнца, исчезнувшую с небосвода без появления сверхновой или других объяснений. Прямое схлопывание — единственное разумное объяснение.
Мы можем измерить звёзды, расположенные недалеко от нас, и оценить, какая доля из появляющихся звёзд получается подходящей массы для того, чтобы впоследствии превратиться в ЧД. В результате мы получим, что лишь порядка 0,1 — 0,2% из всех близких к нам звёзд обладают массой, достаточной хотя бы для превращения в сверхновую, а большинство из них превращаются в нейтронные звёзды. Порядка половины формирующихся систем получаются двойными, а в большинстве из обнаруженных нами таких систем масса звёзд сравнима между собой. Иначе говоря, большая часть из 400 млрд звёзд, сформировавшихся в нашей галактике, никогда не станут ЧД.
Современная спектральная классификация звёзд Моргана-Кинана и температурный промежуток каждого из классов (в кельвинах). Большая часть (75%) современных звёзд относятся к классу М, и только 1 из 800 имеет достаточно массы для того, чтобы стать сверхновой
Но это нестрашно, поскольку вообще мало какие звёзды станут ЧД. Что более важно, достаточно большое количество звёзд, скорее всего, уже превратились в ЧД, в далёком прошлом. Где бы ни происходило формирование звёзд, существует распределение масс: там появляется несколько звёзд большой массы, гораздо больше звёзд средней массы, и очень большое количество звёзд малой массы. Их так много, что к классу М (красный карлик), масса которых составляет от 8 до 40% массы Солнца, принадлежит 3 из каждых 4 звёзд, расположенных недалеко от нас. Во многих новых звёздных скоплениях найдётся очень немного звёзд большой массы: тех, что превратятся в сверхновые. Но в прошлом в Галактике существовали регионы формирования звёзд, которые были гораздо больше и обладали гораздо большей массой, чем мы видим в Млечном пути сегодня.
Крупнейшие звёздные ясли в местной группе, туманность Тарантул, могут похвастаться крупнейшими из известных человечеству звёзд. Сотни из них когда-нибудь (в следующие несколько миллионов лет) станут чёрными дырами.
На фото выше показан крупнейший регион звёздного формирования в местной группе массой порядка 400 000 солнечных. В этом регионе присутствуют тысячи горячих и очень голубых звёзд, из которых сотни, скорее всего, превратятся в сверхновые. Где-то 10-30% из них станут ЧД, а остальные — нейтронными звёздами. Если учесть, что:
- в нашей галактике в прошлом было множество таких участков,
- крупнейшие участки формирования звёзд концентрировались вокруг спиральных рукавов и по направлению к центру галактики,
- и что сегодня мы наблюдаем пульсары (остатки нейтронных звёзд) и источники гамма-излучения, скорее всего, являющиеся чёрными дырами,
то мы можем построить карту расположения ЧД.
Спутник Ферми от НАСА построил карту высоких энергий Вселенной с наивысшим разрешением из всех когда-либо созданных. Карта ЧД галактики, скорее всего, покажет чуть больший разброс объектов и превратится в миллионы отдельных точечных источников
Это карта Ферми полного неба, собравшая все источники гамма-излучения. Она похожа на звёздную карту нашей галактики, за исключением того, что на ней сильнее выделен галактический диск. Кроме того, более старые источники перестают испускать гамма-лучи, поэтому эти источники излучения появились сравнительно недавно.
По сравнению с этой картой, карта ЧД будет:
- Более концентрированной к центру Галактики;
- Чуть более рассеянной в ширину;
- Содержать галактический балдж;
- Состоять из порядка 100 млн объектов, плюс-минус один порядок.
Если совместить карту Ферми (выше) и инфракрасную карту Галактики от COBE (ниже), вы получите количественное распределение ЧД в нашей Галактике.
Галактика в инфракрасном свете, фото со спутника COBE. Хотя на ней видны только звёзды, у ЧД будет схожее распределение, хотя и более сжатое к плоскости Галактики и больше стремящееся к балджу
Чёрные дыры — объекты реальные, распространённые, и большая их часть ведёт себя тихо, поэтому сегодня их трудно обнаружить. Вселенная существует уже очень давно, и хотя сегодня нам видно огромное количество звёзд, большая часть из всех существовавших звёзд крупной массы — более 95% из них — уже давно погибли. Куда они делись? Порядка четверти из них стала ЧД, и многие миллионы их так и существуют, затаившись, в нашей Галактике, а в остальных галактиках их процент примерно соответствует нашему.
Чёрная дыра в миллиард солнечных масс питает рентгеновский джет в центре галактики М87, но, возможно, в той галактике существует ещё миллиард иных ЧД. Они будут скапливаться преимущественно к центру.
У эллиптических галактик ЧД будут собираться в эллиптический рой и скапливаться поближе к центру, примерно так, как делают звёзды. Многие ЧД будут со временем мигрировать по направлению к гравитационному колодцу в центре галактики благодаря "сегрегации масс" — так, по-видимому, сверхмассивные ЧД и стали сверхмассивными. Но пока прямых доказательств этого сценария у нас нет; если у нас не появится способа напрямую наблюдать тихие ЧД, мы никогда не сможем узнать это наверняка. Но из того, что нам известно, это наилучшая картина из всех, что мы можем нарисовать. Она непротиворечива, убедительна, и на неё указывают все косвенные свидетельства.
Поглощение света миллиметрового диапазона, испущенного электронами, шныряющими в мощных магнитных полях, создаваемых сверхмассивными ЧД в галактиках, приводят к появлению тёмного пятна в центре этой галактики. Тень указывает на то, что холодные облака молекулярного газа падают на ЧД
В отсутствии возможности прямых наблюдений это всё, на что может рассчитывать наука, и это приводит нас к интересному выводу: на каждую тысячу видимых нами сегодня звёзд приходится примерно одна ЧД в среднем, расположенная, вероятнее всего, в более плотном участке пространства. Неплохая точность для ответа на вопрос о том, что практически полностью невидимо!
Итан Сигель – астрофизик, популяризатор науки, автор блога Starts With A Bang! Написал книги «За пределами галактики» [Beyond The Galaxy], и «Трекнология: наука Звёздного пути» [Treknology].
ЧаВо: если Вселенная расширяется, почему не расширяемся мы; почему возраст Вселенной не совпадает с радиусом наблюдаемой её части .
Комментарии (49)
xakep2011
08.01.2018 14:07Ого, прямой ответ на вопрос, наглядные и интересные иллюстрации по теме. Нетипично для статей от Итана)
Dmitriy2314
08.01.2018 16:57"прямое схлопывание в ЧД, вам нужно собрать в одном месте достаточно материи, чтобы получить звезду в ~25 раз больше Солнца по массе, и подходящие условия для формирования ЧД (без появления сверхновой)"
Мне одному кажется такой вариант абсурдным?Anarions
08.01.2018 17:29«плотность» свермассивной ЧД (речь о рассчёте для объёма внутри горизонта событий, а не о сингулярности) — может быть ниже плотности воздуха. Так что, чисто гипотетически, если достаточное количество межзвёздного газа соберётся в достаточно «малом» объёме — вполне возможно возникновение ЧД без сверхновых.
Dmitriy2314
08.01.2018 20:07Плотность ЧД зависит обратно пропорциональнг кубу ее массы и то в случае существования "истинной" сингулярности, но это ге имеет отношения к поднятому вопросу. Дело в том, как бы быстро не происходил коллапс железного ядра звезды это не в коем случае не может произойти мгновенно, минуя стадию нейтронизации вещества, которая как не крути произойдет раеьше чем образуется ГС, а значит как минимум все нейтрино и фотоны должны покинуть зону коллапса.
vassabi
08.01.2018 20:17успеть покинуть или пролететь немного, пока зона коллапса их не «догнала»?
Dmitriy2314
08.01.2018 20:44Ну если ГС "расширяется" быстрее света, то может и догонит, только я что-то в этом сильно сомневаюсь, в таком случае HyperNova это более адекватный вариант смерти свермасивной звезды.
Anarions
08.01.2018 20:47Кажется мы с вами друг друга не поняли — веществу не нужно каллапсировать, если нужное количество вещества окажется в нужном месте — эта часть пространства окажется внутри горизонта событий, и ничто происходящее наружу не вырвется. Причём плотность всего этого вещества может быть довольно низкой.
Dmitriy2314
08.01.2018 21:10По современным представлениям — на основе ОТО, ЧД это сингулярность — одномерная точка "на все времена" в которой сосредоточена ВСЯ масса ЧД, а горизонт событий это весьма условная линия в пространстве на, которой вторая космическая скорость превышает скорость света и радиус черной дыры зависит прямо пропорционально ее массе, следовательно ее обьем растет пропорционально кубу. Вообщем этим и обьясняется то, что плотность ЧД может принимать такие смешные на первый взгляд значения плотности.
Anarions
09.01.2018 10:53Именно об этом я и говорю — внешнего наблюдателя не волнует (и нет никакой возможности определить) — сингулярность ли скрывается в центре горизонта событий ЧД, или равномерно распределённый газ — снаружи будет выглядеть абсолютно одинаково.
Занятный факт что масса необходимая для возникновения ЧД размером с наблюдаемую вселенную примерно соответствует массе наблюдаемой вселенной.Dmitriy2314
09.01.2018 12:00Аы так ничего и не поняли, печально.
Anarions
09.01.2018 12:11Так попробуйте объяснить. Мне казалось что я привожу вполне валидные аргументы. Я не спорю, не считаю вас априори неправым, и честно стараюсь понять и вашу точку зрения.
Victor_koly
09.01.2018 11:45ОК. Нам нужно сжать 25 масс Солнца в сферу радиусом около 73.75 км. ПРи этом не забываем, что есть закон сохраннеия момента импульса — что бы любой атом сверхгиганта массой 25 масс Солнца мог оказаться на расстоянии менее 74 км от центра масс звезды, ему необхождимо 1 из 2 (скорее выйдет сочетание):
1) толкнуть с такой силой вниз, что бы преодолеть потенциальный барьер высотой
U2 = M^2/mu/r^2,
где M — момент импульса атома относительно центра масс, mu — его приведенная масса (само собой — отличается от собственно массы на <10^-57), r — наши 74 км;
2) путем излучения фотонов, гравитонов, пар нейтрино-антинейтрино уменшить момент импульса M для упрощения реализации пункта 1.
Для реализации пункта 1 требуется придать коллапсирующей массе энергию, то есть импульс. Обычный взрыв сверхновой производит это путем закона сохранения импульса — часть материи вылетает против силы гравитации, остальная (при противоположном импульсе по радиальной оси) — падает на центр.
P.S.Dmitriy2314
09.01.2018 12:07Вы правильно заметили, гравитационный радиус 25 солнечных масс 74 км, но так как любая звезда, кроме красных карликов перед смертью раздувается чуть ли не до размеров солнечной системы, то скмо сжатие такой громадины до размеров ГР будет продолжаться часами, в результате чего гигантская потенциальная энергия перейдет в кигетическую и БАБАХ, по этому беспаливное схлопывание это какой то бред.
Anarions
09.01.2018 12:09Нам нужно сжать 25 масс Солнца в сферу радиусом около 73.75 км.
25 масс солнца — это совсем не сверхмассивная ЧД. Поднимите массу чд порядка на 2-3, и диаметр будет таким, что никаких особенных действий для того чтобы «впихнуть» материю в радиус Шварцшильда не понадобится — необходимая плотность будет на уровне плотности воды.Dmitriy2314
09.01.2018 12:25Мы и не обсуждали ЧД, а прикидывали может ли звезда в 25 масс солнца "незаметно" исчезнуть.
СМЧД образовались путем длительного поглощения вещества и слияниями в ранней вселенной.
Victor_koly
09.01.2018 12:37Я описывал возможность этого события:
подходящие условия для формирования ЧД (без появления сверхновой)
Какие условия могут дать схлопнуться в ЧД? Вместо вылета вещества оболочек и потока фотонов вылетит 2 джета гравитонов («вверх» — вдоль оси вектора углового момента звезды полетят гравитоны со спином «вперед», а «вниз» — со спином «назад» — если такие возможны)? Есть ещё поток нейтрино (на стадии, когда при плотном сжатии звезды начинатся активный s-процесс и он создает бета-радиоактивные изотопы).
P.S. Вспомнил, что хотел в постскриптуме написать раньше. Если бы были силы дальнождействия в масштабах размера массивной звезды, то закон сохранения импульса мог бы выполняться в более мягкой форме — поток вещества. падающего на центр масс, должен по распределению импульса иметь сферическую симметрию (то есть суммарный импульс звезды сохраняется — равен 0 относительно ЦМ). Собственно эту симметрию задает гравитация.Dmitriy2314
09.01.2018 14:07Опять же ваша теория не обьясняет, как красный сверхгигант, радиусом в несколько десятков астрономических единиц б
Dmitriy2314
09.01.2018 14:12Случайно нажал "написать"…
… без последствий сожмется в компактный обьект радиусом в гесколько десятков км., даже, если такое схлопывание проходило бы со скоростю — с, это займет не мене нескольких часов, чего вполне достаточно для гиперновой.Victor_koly
09.01.2018 15:00Так я и пишу, что нет физических процессов, которые могли бы объяснить упомянутое событие.
Как я понимаю, мы пробуем описать голубой сверхгигант массой 25 масс Солнца. Как минимум возьму оценку, что штука, к оторая станет ЧД массой 25 масс Солнца, не может иметь перед коллапсом радиус больше 60 радиусов Солнца.
Максимальное время можно сильно условно оценить как движение по траектории «падения на центр» по законам Кеплера с параметрами:
1) большая полуось — 60 радиусов Солнца;
2) масса центрального тела — масса той части, которая должна уйти в коллапс;
3) расстояние «достижения центра» — "около 73.75 км".
Bars21
11.01.2018 10:15Вполне возможный сценарий — failed supernova. Как раз для слишком массивных звезд вероятен коллапс без взрыва, гравитация оказывается сильнее. Но это если коллапс прошел ну очень гладко. В большинстве случаев из гидродинамики вылезут дикие нелинейности и взрыв все-таки произойдет.
Пока найдено два кандидата пропавших красных гигантов, как раз похожих масс 15-30 M_sol при ожидании ~штука в год.
en.wikipedia.org/wiki/Failed_supernova
1Fedor
08.01.2018 16:57Интересно, а есть ограничение массы ЧД?
Shkaff
09.01.2018 09:05В принципе, нет — сверхмассивные ЧД могут быть практически любой массы. Снизу тоже ограничения нет принципиального, только ЧД малой массы (меньше солнечной) не очень понятно, как могут образоваться.
Dmitriy2314
09.01.2018 14:19Ну теоретически ГР можно посчитать для любой массы, но как дело обстоит на практике не знает никто., возможно без достижегия определенного порога массы ЧД не появиться, как не надрывайся и не сжимай кусок материи до планковской плотности.
alexeykuzmin0
10.01.2018 00:53Ограничение снизу — планковская масса, а сверху — масса вселенной.
1Fedor
10.01.2018 01:13У меня подозрение, что испарение меняется в зависимости от массы ЧД
alexeykuzmin0
10.01.2018 02:03Конечно меняется — черные дыры меньшего размера испаряются быстрее. А черные дыры с температурой менее 2.7К (то есть, массой более 2x10^-9 массы Солнца) испаряются медленнее, чем увеличиваются за счет реликтового излучения, то есть, лишь набирают массу.
Dmitriy2314
10.01.2018 03:06У меня подозрение, что так называемое "испарение" это ничем не доказанная гипотеза одного инвалида колясочника.
igruh
10.01.2018 08:58+1А у меня есть даже не подозрение, а уверенность, что уровень вашего образования ниже вашей тактичности.
Dmitriy2314
10.01.2018 14:33А у меня ещё подозрения, что вам сказать нечего по теме и по этому остаётся только тыкать минусы и преходить на личности.
Victor_koly
10.01.2018 10:03А так как создать ЧД массой 4x10^21 кг мы не можем, то и проверить гипотезу не выйдет. Причем нужно отвести эту ЧД на такое рассояние от Солнца и других звзед, что бы поток излучения от Солнца (полное излучение P) на сферический объект ридиуса R (приблизительно равный на расстоянии r величине P *(R/2r)^2), без учета других звезд, стал меньше этого реликтового фона.
alexeykuzmin0
10.01.2018 13:45Пока не можем, да. Но нам же не обязательно именно такой массы черную дыру создавать — можно создать меньшую, она будет быстрее испаряться и не будет необходимости отведения ее от Солнца.
Victor_koly
10.01.2018 15:10Уточню, что у меня по значению формулы (поверил величине с Вики) выходит, что 2.7 К соответсвует 2.285*10^-8 масс Солнца.
Подставляем в формулу (см. англ. Вики, в граммах там):
4.8e-27*(2.285*10^-8*2*10^33)^3 = 4.58*10^50 (секунд)
Значит, уменьшив массу на 15 порядков (до 45.7*10^6 тонн) мы получим ЧД с локальным временем уменьшения массы в e раз 5.30 суток.
Отсюда как бы вывод — ЧД такой массы никак не могли дожить из той эпохи, когда температура Вселенной стала ниже 990 тысяч — 1 миллиона градусов до конца эпохи рекомбинации.
Создаем ЧД на 10-25 миллионов тонн — видим не очень быстрый (от 80 минут до 20.8 часов) взрыв на 215-537.5 Пт тротилла.
Но, на всякий случай. Любоя компактая ЧД — это сверхплотная штука (вроде как конденсат Бозе-Эйнштейна, только с фермионами). У тут уровень «компактности» — меньше радиуса протона. Сжимать просто нечем, так как давление (пропроционально плотности энергии) выходит собственно куда больше «1 Пт тротилла на кубический фемтометр».alexeykuzmin0
10.01.2018 16:47Уточню, что у меня по значению формулы (поверил величине с Вики) выходит, что 2.7 К соответсвует 2.285*10^-8 масс Солнца.
Считал руками, мог где-то потерять порядок. Спасибо.Создаем ЧД на 10-25 миллионов тонн — видим не очень быстрый (от 80 минут до 20.8 часов) взрыв на 215-537.5 Пт тротилла.
Получается светимость лишь на пару порядков ниже солнечной. Да, пожалуй, стоит это делать подальше от Земли, или вообще экранироваться чем-нибудь.Сжимать просто нечем, так как давление (пропроционально плотности энергии) выходит собственно куда больше «1 Пт тротилла на кубический фемтометр».
Можно сильно разогнать несколько объектов и аккуратно их столкнуть. Но, конечно, подобные энергии нам пока что недоступны. Для создания планковской черной дыры нам нужен ускоритель на 15 порядков мощнее БАК.Victor_koly
10.01.2018 17:47Столкновение 2 пучков самих по себе — это не метод для создания настоящей ЧД. Объект должен иметь хотя бы 2 измерения.
То есть скажем строим запланированные ускорители — линнейные для электронов с энергией не менее 108 ГэВ в каждом пучке.
Для достижения энергии 1.22*10^19 ГэВ на планковскую длину радиуса нужно столкнуть N * 113 миллионов миллиардов пучков в сфере радиусом N * длину Планка.
Следующая задача — для релятивистской электродинамики оценить силу отталкивания такой кучи слетевшихся электронов с электроном № миллион миллардов +1, подлетевшим на границу нашей сферы Шварцшильда.
В результате — понять, что нужно было брать не БАКи (ускорители одинакового заряда, я на самом деле электроны предлагаю), а ускорители разных частиц по знаку (собственно электроны + позитроны предлагаются в той схеме).
Скажем сталкивать протоны + антипротоны, которые будут образовывать с высокой вероятностью море нейтральных мезонов и прочие частицы с итоговым зарядом 0.
kauri_39
09.01.2018 00:31Чем больше в галактиках невидимых чёрных дыр, тем меньше требуется тёмной материи для объяснения высокой скорости вращения галактик и их скоплений — кластеров. А в кластерах, в межгалактическом пространстве, ещё полно молекулярного(?) водорода, что тоже помогает с объяснением их вращения. Некоторые физики-теоретики полагают, что можно обойтись и без ТМ.
Но, по-моему, всё равно нужно добавлять к гравитации невидимых ЧД и газовых облаков вместо гравитации гипотетической тёмной материи реальную антигравитацию пространства (его расширение со скоростью 73км/с/Мпк). В большей мере антигравитация добавляется между сверхскоплениями галактик (с ускорением раздвигает их), в меньшей — между скоплениями, ещё меньше — между галактиками (стабилизирует их при высокой скорости вращения).
Видимо, внутри галактик, между их звёздами, расширяющаяся среда (эфир, вакуум) имеет уже настолько малую плотность и скорость расширения, что, втекая в звёзды, сообщает их планетам лишь классическое центростремительное ускорение, задающее их кеплеровские орбиты.
Да, гравполе — это всё-таки поток пространства (плотной среды — эфира, вакуума) к поглощающей его материи. Об этом почти прямо говорилось в фильме Дискавери о чёрных дырах с Константином Хабенским в роли ведущего (цикл фильмов "Как устроена Вселенная"). В нём есть такие слова: "Как водопад поглощает воду, так чёрная дыра поглощает пространство". В другом месте сравнивают гравполе ЧД с засасывающим воздух торнадо.
Однако пространство гораздо плотнее самой плотной материи. Иначе бы его гравитационный поток не сообщал одинаковое ускорение свободно падающим с ним телам разной плотности. В частицам материи поглощённые ими кванты пространства выводятся в 5 измерение. О его сущности — в моей первой публикации.
dfgwer
Если на ЧД падает одиночная пылинка, будет ли она излучать? Тихая ЧД звездной массы.
maxzhurkin
Итана, вроде бы, нет на Хабре
vanxant
Что не мешает начать отвечать за него.
— Начнём с начала. Когда Вселенная была возрастом в одну пикосекунду после Большого взрыва…
maxzhurkin
Большой взрыв уже давно не считается началом, вроде
alexeykuzmin0
Разве? Можно какую-нибудь ссылку по теме? Это очень интересно.
Victor_koly
1 пикосекунда — это когда энергия частиц кварк-глюонной плазмы стала ниже массы покоя W- и Z-бозонов. Хотя что-то у меня выходит, что Вселенная должна была остывать это 1 пикосекунду чуть быстрее, чем за время инфляции.
Karpion
Я так понимаю, одиночная пылинка (или камень) — только гравитационные волны.
Для ЭМИ нужно, чтобы падающие пылинки/камни сталкивались друг-с-другом. Столкновения срывают электроны с орбит атомов, и эти заряженные частицы, ускоряясь, будут излучать.
Вопрос с отдельной заряженной частицей остаётся открытым. По идее, падение под силой гравитации — это не ускорение; так же, как и нахождение на орбите.
Sap_ru
Ну, в непосредственной близости от горизонта событий, когда будет нарушаться баланс взаимодействий, стабилизирующих вещество, пылинка, по-идее, что-то должна будет испустить. Но увидит ли это сторонний наблюдатель… Возможно какой-то рентгеновский микро-джет.
vanxant
Нет. Для излучения грав. волн нужно не просто ускоренное, а неравномерно ускоренное движение. Если ЧД звёздной массы не вращается или почти не вращается, неравномерному ускорению взяться особо не откуда.
Victor_koly
Кроме условной задачи «шарик на стержне неизменной длины с переменной скоростью вращения», есдинственный способ вообще излучения грав. волн — измеенеие квадрупольного момента. Если в ЧД есть вращение и вызванное им (или чем-то другим) "колебания сплюснутости" — будут Вам волны.
Victor_koly
Одиночная пылинка может быть наночастицей металла (желозо, никель и т.д.), в которой возникла запрещенная зона. Скажем для наночастиц золота измерили радиус 2.5 нм по спектру поглощения — сильно поглощает в области 500..600 нм. Осталось придумать процесс, при котором гравитон распадается на 2 фотона.