...и тут со звуком "Шта?!..." у меня отвалилась челюсть и завис мозг.
Первичные черные дыры помогают объяснить происхождение тяжелых элементов
Физики из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (University of California, Los Angeles, UCLA), США, предлагают новые гипотезы, объясняющие формирование первых черных дыр Вселенной и роль, которую они могли играть в синтезе тяжелых элементов, таких как золото, платина и уран.
Астрофизики давно задаются вопросом, появились ли первые черные дыры Вселенной менее чем через секунду после Большого взрыва, или же они сформировались лишь спустя несколько миллионов лет в результате взрывов ранних звезд.
В недавнем исследовании Александр Кусенко, профессор физики UCLA, вместе с коллегами разработал простую и убедительную новую гипотезу, согласно которой черные дыры сформировались во Вселенной намного раньше, чем зажглись первые звезды, вскоре после Большого взрыва. Астрономы ранее предполагали, что первичные черные дыры могли играть важную роль при формировании таинственной темной материи и сверхмассивных центральных черных дыр галактик. В новой работе показано, что они также могли принимать участие в формировании тяжелых элементов, таких как золото, серебро, платина и уран.
Согласно исследователям из UCLA первичная черная дыра иногда сталкивается с нейтронной звездой – сверхплотными, компактными остатками звезды, остающимися после взрыва сверхновой – и погружается в ее глубины.
Когда это происходит, объясняет Кусенко, первичная черная дыра поглощает нейтронную звезду изнутри – процесс, который протекает в течение примерно 10000 лет. По мере того как нейтронная звезда сжимается, она начинает вращаться все быстрее, что приводит в конечном счете к отделению от нейтронной звезды небольших фрагментов. Эти фрагменты, богатые нейтронами, могут быть источниками самых тяжелых элементов Вселенной.
Вероятность столкновения нейтронной звезды с первичной черной дырой довольно низкая, и это согласуется с тем, что во Вселенной лишь небольшая часть галактик обогащена тяжелыми элементами, поясняет Кусенко. Гипотеза также разрешает известную научную проблему, состоящую в нехватке нейтронных звезд в окрестностях центра Млечного пути, добавляет исследователь.
Статья была опубликована в августе в журнале Physical Review Letters.
(Добавил: Hot Temp)
Цитата Александра Кусенко:
"..примордиальная черная дыра сталкивается с нейтронной звездой.."
В первоисточнике речь ведётся о "примордиальных" чёрных дырах, т. е. о чёрных дырах из НЕ МЕНЕЕ ТЁМНОЙ МАТЕРИИ, которые могли бы образоваться сразу после рождения вселенной в большом взрыве, если тёмная материя существует.
Недостаток нейтронных звёзд по этой гипотезе плавно перетекает в избыток чёрных дыр, которого тоже не наблюдается, хотя золотишко присутствует :-)
Leonid3. А чего старая добрая теория с образованием "хэви метала" в результате взрыва сверхновых вдруг стала неугодной? Я что-то пропустил?
"А чего старая добрая теория с образованием "хэви метала" в результате взрыва сверхновых вдруг стала неугодной?"
Возможно, в последнем абзаце изложена проблема, по которой приходится формулировать новые гипотезы. В некоторых галактиках сверхновые есть, а тяжелых элементов очень мало. Это противоречие надо было решить.
НЗ - немного недоЧД, минимальный размер ЧД не сильно отличается от размера НЗ, вопрос: "как впихнуть невпихуемое?" (сарказм).
Подумал тут: а может мы тут всё неправильно понимаем? И по сути имеем "модернизированную" классическую теорию.
Ну, типа: взрывается Сверхновая. В еёйное ядро сжимается-сжимается-сжимается... Опачки! - в какой то момент она становится нейтронной звездой. Но процесс взрыва сверхновой не завершён, сжатие продолжается, давление растёт. И больше всего оно растёт в центре НЗ - и именно оттуда "начинает расти" ЧД.
Таким образом ЧД оказывается "впихнутой" в НЗ. Ну а далее - всё по этому Кусенко: НЗ "всасывается" в ЧД, уменьшается в размерах, вследствие чего набирает ещё оборотах и, перед тем как окончательно провалиться под горизонт событий, разбрасывает золотишко и прочий цвет-мет по космосу.
Сам в эту гипотезу не верю, но выглядит вполне эпично, в духе того, что изложено в статье.
Если не врёт интернет, то вторая космическая для 10км НЗ - где то 132000км/сек. Интуиция подсказывает мне, что она (НЗ) раньше в ЧД провалится, чем начнёт выбрасывать из себя драгоценности.
Пы.Сы.: в связи с вышеизложенным предлагаю переименовать НЗ в ЖЗ - жлобские звёзды!))) В ЧД готовы провалиться, лишь бы добро не отдавать!
Димитрий, гипотеза в общих чертах годная, но как-то смущает столь длительное поглощение чёрной дырой НЗ, считать не хочется, но окончательный коллапс должен произойти гораздо быстрее.
Dilettant. Согласен. Я тоже мыслю, что НЗ провалится в ЧД ещё до того, как успеет совершить хотя бы 1-2 оборота. Плюс, в процессе "всасывания" будет расти и гравитация, и плотность НЗ, что ещё более уменьшит возможнлсть отрыва от неё чего бы то ни было.
Не-е, барахло теория.
Разве что - совсем уж фантастика - сжатие приведёт к какому-нибудь взрыву, типа как при трмоядерном синтезе в недрах звёзд, только тут "термо-субъядерный синтез" (какой-нибудь глюонно-хреонный*), и до того как остатки НЗ упадут под горизонт их тупо выбросит этим взрывом вовне.
Короче, вращение + хороший взрыв = хэви метал!
Только вот тогда это получается снова классическая теория появления тяжёлых металлов в результате взрывов сверхновых)))
Чёрт!)))
* - хреон - субатомная частица хрена**
** - овощ
Димитрий, "жлобство" будет сильно зависеть от скорости раскрутки НЗ, так-что если очень быстро раскрутится, то кое-что может и поразлететься по окрестностям.
Dilettant. Это ж до каких скоростей надо раскрутить 20км тело, массой почти со звезду, чтоб от него куски поотлетали?
DimitriyP, наверное умные дяди уточнили вероятности образования тяжёлых элементов в быстротечном взрыве сверхновой и решили, что, скажем урана 238, на Земле многовато, чем должно быть по их расчётам.
Верны или нет эти расчёты мы с вами не знаем, хотя и можем представить цепочку ядерных реакций. Ведь в самом взрыве принимает участие в основном водород, гелий и немного углерода (азота, кислорода..), принимающих участие в разных циклах ядерных реакций по образованию гелия из водорода. Чтобы от водорода дойти до урана с атомным весом 238 нужна сотня последовательных слияний и каждая с уменьшающейся вероятностью.
А здесь как хорошо, раскрутили до световых скоростей, разбрызгали нейтронную звезду на кусочки, они сами дальше распадутся на серебро/золото :-)
Хотя слова о 10000 лет процесса ни в какие рамки не влезает, время для пожирания звезды дырой не более времени свободного падения с радиуса нейтронной звезды до радиуса горизонта событий чёрной дыры.
Как утверждают учёные, скорость раскрутки будет "относительно" невысокая, правда пока таких шустровращающихся пульсаров ещё не находили, но самые шустрые из обнаруженных уже близко к пределу скорости вращения подобрались.
Короче, в теории возможно, а то что практического подтверждения нет, так кто такими мелочами заморачиваться станет!
То есть НЗ всё красиво бы объяснили, если б удалось понять как их так раскрутить, чтоб от них всё поотлетало? И с этим как раз проблемы, вот и "мудрят" учёные, впихивая в них ЧД для "дополнительной раскрутки"? Я правильно всё понимаю?
Было как-то предположение,что НЗ это канат из частиц,скрученный как клубок.Тогда ЧД хватает НЗ за край каната и раскручивает её в обратном порядке,засасывая внутрь.
DimitriyP, вы не внимательно прочитали мой первый комментарий: речь идёт не о простых ЧД, которые образуются из отживших звёзд солидной массы, но (цитирую самого себя :-) ):
"о "примордиальных" чёрных дырах, т. е. о чёрных дырах из НЕ МЕНЕЕ ТЁМНОЙ МАТЕРИИ, которые могли бы образоваться сразу после рождения вселенной в большом взрыве"
Это само по себе нонсенс, т. к. наличие тёмной материи с удивительными свойствами только ПРЕДПОЛАГАЕТСЯ, но никак ни разу не доказано.
И гипотеза эта пришита белыми нитками ИМХО
(С)... Александр Кусенко, профессор физики UCLA, вместе
с коллегами разработал ... новую гипотезу, согласно которой
черные дыры сформировались во Вселенной намного раньше,
чем зажглись первые звезды, вскоре после Большого взрыва.
Астрономы ранее предполагали, что первичные черные дыры могли
играть важную роль при формировании таинственной темной
материи и сверхмассивных центральных черных дыр галактик. (/С)
Вот это номер! Оказывается, что астрономы вполне оплачиваемо
предполагали себе, что сначала из ничего и не в чём образовались первичные чёрные дыры, а потом эти из ничего дыры
поучаствовали в формировании тёмной материи. Круто!...
Вообще же, по мне, сценарий слишком сомнительный, длинный
и витиеватый большого космоса. Наверняка в нём самом скоро
обнаружатся разнообразные чёрные дыры.
Но всё это пустяки. Раз публикуют, значит для науки сгодится.
По крайней мере, для науки зарабатывать на безбедную жизнь.
Гришин_С_Г67, 05-09-2017, какой вы злой: ".. для науки зарабатывать на безбедную жизнь." Да ладно вам, ради науки они, а не собственного кармана, детишек кормить там.
А по теме, вся эта "суетня" с тяжёлыми металлами проистекает из базово неверных предположениях всяческой конденсации, которая здесь почему-то не просматривается? Всё тяжёлометаллическое проистекает из сверхплотного, оно само собой разумеющееся в такой ситуации, и выдумывать ничего не надо.
Leonid3. Так чёрная дыра - она чёрная дыра и есть. Будь она хоть при морде альной, хоть трупиком звезды после взрыва сверхновой.
Как ни крути, а свойства то уних должны быть одинаковые, будь они хоть из ТМ, хоть из чего: масса, заряд да спин.
Собссснно, так-то, они по массе (диаметру горизонта событий) как-то особо могут только отличаться.
Не, знаю как там с ТМ дело обстоит, но ЧД из неё... Сомневаюсь...
Reynkarnfil. "Всё тяжёлометаллическое проистекает из сверхплотного, оно само собой разумеющееся в такой ситуации, и выдумывать ничего не надо."
- кроме сакраментального вопроса - КАК материя может оторваться от этого сверхплотного тела, чем бы оно ни было?!
DimitriyP84, 05-09-2017, может оторваться, потому что сверхплотное находится на в некой крайности. А как известно, в крайности сама крайность нередко переходит в свою противоположность.
Геолюкс очень осторожно интерпретирует и расшифровывает свою версию сверхплотного, но я, не скованный рамками научной обязательности, вполне вольно трактую и применяю идею сверхплотного. Ведь она такая логичная и естественная...
"..Так чёрная дыра - она чёрная дыра и есть.." (с)DimitriyP
Так и я про тоже, поэтому и проникнуть незаметно в центр нейтронной звезды и потихоньку сжирать её в течение 10000 лет ну никак не может :-)
Leonid3. Может опять "трудности перевода"? Может эти их "древние чёрные дыры" такие мелкие, что рядом с ними и нейтронная звезда - гигант. Ну, там 1км против 10-20.
И тогда "размажет" эту самую нейтронную звезду в аккреационный диск вокруг чёрной дыры, а уже останки её (НЗ) будут падать к горизонту событий тыщщи лет.
А в процессе "размазывания" часть тяжёлых "потрохов" улетает в космос...
Хотя, про эту идею в новостях уже кто-то писал. Да и на картинке вон ясно нарисовано: ЧД аккурат в центере.
Да ну, блин*, не теория, а хрень** какая то невнятная. Может это Назар стебётся - он у нас тут фанат ЧД во всём, что на ум приходит.
* - еда
**-еда из хрена
Интересно наблюдать (за учёной братьей), как мучительно больно даётся им малейший отход от общеустановленных догм. В данном случае - признание того, что все элементы во Вселенной - от водорода-протия и до сверхтяжёлых далеко за пределами таблицы Менделеева - продукт дезинтеграции сверхплотных тел. Непременно надо приплести сюда чёрную дыру (создав очередной суперфантастический сюжет-ужастик о пожирании чёрными дырами ) а то коллеги не поймут. А ведь если признать, наконец, факт, что хим. элементы - продукт распада сверхплотных тел, то легко и естественно объясняются многие непонятки во Вселенной - начиная с происхождения и распределения элементов количественно и по составу в разных телах и объектах.
Изучать сверхплотное вещество давно пора и на Земле, не только в космосе. Ещё в опытах Уруцкоева и Адаменко ("Протон 21") конца прошлого-начала этого века, получались кластеры(ядра?) вещества далеко за известными пределами ядерных масс. Ядро шаровых молний опять же - сверхплотный? продукт столкновения мощных потоков электронов с веществом, как и в опытах указанных авторов.
А про скорости отрыва и прочую небесную механику обычного вещества в применении к необычному веществу - это ещё доказать надо применимость.
"..это ещё доказать надо применимость.." (с)geolux
Э-э, нет, доказывать надо НЕПРИМЕНИМОСТЬ :-)
Пока наоборот, гравитационное притяжение в галактиках БОЛЬШЕ, чем видим материи. Если было бы МЕНЬШЕ, вот тогда чешем тыкву 8-)
Диссимиляция сверхплотного вещества достаточно логична.
Только вот откуда оно взялось такое? Неужели из точки сингулярности? Да и ассимиляцию полностью отрицать не приходится, по-моему.
Хм... Народ, вопрос к операторам "сверхплотного вещества" - а откель оно берется? И ежели оно такое нестабильное, взрывается там по-всякому... Не должнО ли оно уже давным-давно (за время существования Вселенной), ну совсем распасться? А ежели не дОлжно, тады почему одна и та же "сверхплотность" имеет разное время распада? Или имеется какой-то приток? Откель?
Sqwair777, вроде как коллеги подошли уже к тому, что объекты из сверхплотного вещества (небольшие, по крайней мере) есть осколки от НЗ. А почему нестабильны - а почему бы и нет? :-) Почему одни изотопы химичнских элементов стабильны, а другие нет? Это уже вопрос к физикам-ядерщикам, а тут в основном любители астрономии тусуются.
Возможно что первичные черные дыры те самые размер которых сравним с размером элементарной частицы - горизонт событий микроскопичен, такая черная дыра будет поглощать НЗ очень длительный период времени. Вероятно этот процесс будет обратным процессу хокинговского испарения черной дыры - немыслимая продолжительность во времени но последние миллиарды тонн испаряются взрывообразно, за миллисекунды.
Eugene, вы правы, именно про эти чёрные дыры идёт речь в статье. Только проверить это невозможно. Я думаю, что в ближайшие годы теоретики ещё тысячу гипотез выдадут.
Кстати, уже давно была выдвинута теория, что в центрах нейтронных звёзд образуется чёрная дыра, которая постепенно раскручивает нейтронную звезду и "съедает" её изнутри. Так что, как говорится, всё новое - это хорошо забытое старое.
".. в центрах нейтронных звёзд образуется чёрная дыра, которая постепенно раскручивает нейтронную звезду.." (с)paragonn22
Всякое предположение имеет право быть и те из них, которые подтверждаются наблюдениями, становятся гипотезами и теориями.
Не зафиксировано ни одной нейтронной звезды с 2000 оборотов/сек, более того все они замедляются со временем, даже те, которые раскрутились при поглощении материи.
Поэтому-то озвученное предположение (не теория) и было благополучно забыто.
"..те самые размер которых сравним с размером элементарной частицы.." (с)Eugene
Вот они-то и испарились давно, если и были и Хокинг прав про последние 10^19 кг.
Да и падение нейтронной звезды радиусом 30 км на ЧД массой 10^19 кг в центре займёт несколько секунд, но никак не тысячи лет.
Geolux:
"А ведь если признать, наконец, факт, что хим. элементы - продукт распада сверхплотных тел, то легко и естественно объясняются многие непонятки во Вселенной - начиная с происхождения и распределения элементов количественно и по составу в разных телах и объектах. "
Sqwair777 уже отметил необходимость объяснить эти ваши "сверхплотные тела", Я добавлю: как процесс их распада генерирует более тяжёлые элементы?
Вопрос к Александру Кусенко. Каков механизм проникновения ЧД в ядро НЗ и не разрушающий ещё при сближении ни НЗ ни ЧД?
Требую подробного ответа!
Мне же кажется более понятным, что ЧД приближаясь к НЗ начинает разрушать нейтронную оболочку НЗ. Это приводит к взрывному разрушению протонового ядра НЗ. Так как плотность ядра НЗ раз в 15 превышает плотность атомного ядра, то не удивительно образование тяжёлых химических элементов при этом разрушении, особенно с учётом наличия достаточного количества нейтронов и электронносферы у НЗ.
Но теория Александра Кусенко - это нереальный импакт.
Starlight, Да нет. Как я понял, у коллеги Геолюкса и академика Амбарцумяна, на которого он ссылается постоянно, наоборот ИЗ сверхплотного вещества образуется всё что есть, а НЗ это лишь осколки/остатки распада этого самого сверхплотного.
Вообще меня представленная в новости теория не "внушает". Мне представляется, что на космических скоростях сближения-столкновения ЧД просто прошьёт НЗ навылет, как пуля - желе, и полетит дальше по своим делам. Может, после этого НЗ дестабилизируется и разлетится по закоулкам родной ъгалактики 10¹9 кг золота и прочего хэви метала, но всё же нет механизма, при котором ЧД, столкнувшись с НЗ, спокойненько расположится в её серёдке. МТК.
"ЧД просто прошьёт НЗ навылет, как пуля - желе"
-
А вот и нет. НЗ крайне плотное тело и летит с огромной скоростью. Налетая на ЧД, которая по определению более плотный объект, неизбежен выход огромной энергии. Взрыв при таком сценарии разорвет НЗ, которая станет долготанцующим источником для роста ЧД.
Долготанцующий значит, что ЧД и разорванная ею НЗ как не многим уступавшая по массе Чёрной Дыре будут вращаться вокруг общего центра гравитации с постепенным перетеканием частиц из бывшей НЗ в аккреционный диск ЧД.
Но это при столкновении, что крайне мало вероятно. Скорее всего при сближении не будет столкновение, а лишь взаимный гравитационный захват. Тогда уже и танцы с высасыванием плазмосферы из НЗ, и что там ещё будет...