новости космоса
1953 23
08 июня 2022 08:52:19

Обнаружение новых частиц вокруг черных дыр с помощью гравитационных волн

Облака сверхлегких частиц могут образовываться вокруг вращающихся черных дыр. Команда физиков из Амстердамского университета и Гарвардского университета показывает, что эти облака оставляют характерный отпечаток на гравитационных волнах, испускаемых бинарными черными дырами.

Обычно считается, что черные дыры поглощают все формы материи и энергии вокруг себя. Однако давно известно, что они также могут терять часть своей массы в результате процесса, называемого сверхизлучением. Хотя это явление и имеет место, но оно эффективно только в том случае, если в природе существуют новые, пока ненаблюдаемые частицы с очень низкой массой.

Когда масса извлекается из черной дыры посредством сверхизлучения, она образует большое облако вокруг черной дыры, создавая так называемый гравитационный атом. Несмотря на огромный размер гравитационного атома, сравнение с субмикроскопическими атомами является точным из-за сходства черной дыры и ее облака с привычной структурой обычных атомов, где облака электронов окружают ядро из протонов и нейтронов.

Учёные предполагают, что аналогия между обычными и гравитационными атомами глубже, чем просто сходство в структуре. В своей новой работе они изучали гравитационный эквивалент так называемого «фотоэлектрического эффекта». В этом хорошо известном процессе, который, например, используется в солнечных батареях для получения электрического тока, обычные электроны поглощают энергию падающих частиц света и таким образом выбрасываются из материала - атомы «ионизируются». По аналогии, когда гравитационный атом является частью бинарной системы из двух тяжелых объектов, он возмущается присутствием массивного компаньона, который может быть второй черной дырой или нейтронной звездой. Подобно тому, как электроны в фотоэлектрическом эффекте поглощают энергию падающего света, облако сверхлегких частиц может поглотить орбитальную энергию компаньона, так что часть облака будет выброшена из гравитационного атома.

Команда установила, что этот процесс может кардинально изменить эволюцию таких бинарных систем, значительно сократив время, необходимое компонентам для слияния друг с другом. Более того, ионизация гравитационного атома усиливается на очень специфических расстояниях между бинарными черными дырами, что приводит к резким особенностям в гравитационных волнах, которые мы обнаруживаем при таких слияниях. Будущие гравитационно-волновые интерферометры - машины, подобные детекторам LIGO и Virgo, которые за последние несколько лет показали нам первые гравитационные волны от черных дыр, - могут наблюдать эти эффекты. Обнаружение предсказанных особенностей гравитационных атомов послужит убедительным доказательством существования новых сверхлегких частиц.


(Добавил: ProW)

комментарии
1
Leonid3190 · 08-06-2022

Ну слава Богу, нашлось объяснение происхождения ТМ! Это испарение первичных ЧД по Хокингу. А то всё КСТ, КСТ :-)))

2
viktorchibis92 · 08-06-2022

Да, Leonid, КСТ это ВСЁ!
Насчет «излучения» ЧД. Речь в новости идёт не о «испарение первичных ЧД по Хокингу», а о механизме «сверхизлучения». Данное явление было предсказано в 1954 г. и экспериментально обнаружено в 1973 г. Первоначально речь шла об электродинамике (возбуждение и излучение вращающимися электронами в атоме). Затем Зельдович предсказал аналогичное явление усиления волн вращающимися ЧД. «В результате этого взаимодействия изменяются масса, угловой момент и электрический заряд вращающейся чёрной дыры. В некоторых случаях возможно уменьшение массы чёрной дыры и за счёт этого рассеянная чёрной дырой волна обладает большей энергией, чем падающая. Данный эффект похож на эффект усиления волн вращающимися поглощающими телами».
Нашлись «умники», которые посчитали, что падающие волны (в экспериментах это всегда был лазерный луч) можно заменить некими гипотетическими сверхлёгкими частицами (странно, что про аксионы не вспомнили). В общем-то логично, с учетом гипотезы частица-волна. Я думаю, сейчас «понесётся» в эту сторону.
.
Что думает КСТ на эту тему? Помнится года два-три назад была новость об «образовании» новых частиц в окрестности магнетаров. Я тогда высказал мысль, об образовании симплов в окрестности магнетаров, в результате воздействия их супер-магнитного поля на виртуальные фотоны в окружающем пространстве.
Но по КСТ в окрестности ЧД присутствует не мощное магнитное поле, а мощное электрическое дипольное поле. Теоретически, в этих условиях могут образовываться бублики – магнитные монополи. Но это всё моя «теория». Применительно к материалу статьи, ничего сказать не могу, подробно в эту сторону не думал.

3
Teddy92 · 08-06-2022

Это не Хокинг. Это новое психическое заболевание, на Канатчиковой даче ещё не леченое.

4
Teddy92 · 08-06-2022

В Амстердаме разрешены легкие наркотики, так что ясно, откуда ноги растут.

5
Teddy92 · 08-06-2022

Если по сути, то эффект является спорным, как, например, эффект Унру. Или практически ненаблюдаемым, как излучение Хокинга.

6
Leonid3190 · 08-06-2022

viktorchibis, передача углового момента обычными вращающимися телами, испарение ЧД по Хокингу, так же как и "сверхизлучение" Зельдовича легко объясняется и доходит до понимания "на пальцах" через обычные свойства тел и частиц.
Но свойства материи под горизонтом ЧД мы НЕ ЗНАЕМ, можем лишь выдвигать те или иные предположения. Поэтому поставить знак равенства между ЧД и электроном (кстати, свойства которого неисчерпаемы) можно лишь при безвыходном переборе всех вариантов по принципу "а что, если..." :-)))

7
viktorchibis92 · 08-06-2022

Leonid, под горизонтом событий ЧД не ЭЛЕКТРОН, а электрический ДИПОЛЬ.
Перебором вариантов «а что, если …» я занимался, когда решал задачу – Как образовался преон-симпл, и из чего он образовался. Да, там изначально был гигантский перебор вариантов, с известным целеполаганием – реальным миров. Но, решение нашлось не в результате окончания возможных вариантов, а в результате «озарения» (Ваша оценка).
А дальше все модели стали строиться сами собой, демонстрируя полное соответствие уже известным закономерностям и экспериментальным данным, или прогнозируя новые закономерности и экспериментальные данные. Некоторое количество теоретизируемых закономерностей и расчетных данных официальной физики при этом должны быть пересмотрены. Остаётся дождаться экспериментальных подтверждений этих новых следствий. Вы сами недавно называли такой подход – прогнозированием и подтверждением новой теории.

8
Гришин_С_Г158 · 08-06-2022

Всё неизмеримо проще толкуется, если принять, что СМЧД -
это обладающий свойством чернодырности входной конец
вихревой трубки в центре галактики. И никакого новодела
не надо изобретать... Впрочем, может это-то, как раз, и плохо...

9
munir.56144 · 08-06-2022

Эти ученные не знают о свойствах времени нечего
Мунир Хайрутдинов

10
munir.56144 · 08-06-2022

Время — это лишь элемент Физического Мира
Мунир Хайрутдинов

11
JamesWebb92 · 08-06-2022

🤔 Эта статья натолкнула меня на мысль, что заглянуть под горизонт событий ЧД проще, чем кажется. Есть одна штука, которая может свободно зайти под него и точно так же выйти. И никакая скорость света ей не помеха. Это гравитационная волна. Как сейсмографом недра Земли.

12
Leonid3190 · 08-06-2022

JamesWebb, судя по поведению морских (на воде), электромагнитных, звуковых волн, то они объекты размером менее длины волны просто не замечают, игнорируют. А за крупными телами на некотором расстоянии смыкаются :-)) Нет оснований полагать, что гравитационные волны ведут себя иначе.
Скажем событие GW170817 имело на самом слиянии пик от пика 0.0035 сек и длину волны более 1000 км при диаметре участников в сотню км. Поэтому ЧД звёздных масс для такого метода недоступны.
СМЧД могут давать тень в гравитационных волнах, но ловить её (тень) надо на близком расстоянии, т. е. с достаточно близкой орбиты, что само по себе проблематично.

13
Teddy92 · 08-06-2022

Гравитационные волны также захватываются ЧД. То, что меряет LIGO - это волны из окрестностей ЧД. Упомянутое сверхизлучение имеет следовой характер. Но широкие народные массы восприняли этот сомнительно существующий ли эффект за крах чернодырности.
Гипотетически существующее излучение Хокинга имеет температуру для массы Солнца равную 0,00000006 К.
Успехов в обнаружении!

14
JamesWebb92 · 09-06-2022

Teddy, гравитационные волны не захватываются чёрной дырой.

15
rdr4429 · 09-06-2022

По гравитации есть вопросы, причем на самом первом этапе. Вопрос физикам.
Подвесьте предмет на высоту и не ОТПУСКАЯ извлеките вашу потенциальную энергию например в виде тепла. Ну ведь утверждаете, что в поднятом предмете уже ЕСТЬ энергия. и именно ЭТА энергия переходит в кинетическую при падении. Можно? Вот то-то и Оно.
Поясняю — если в поднятом теле нет энергии, то при падении энергия (кинетическая) получается от куда-то еще. Так же, должен выполняться закон сохранения энергии — если где-то прибыло, то где-то что-то убыло. И выходит, что гравитация уменьшается без изменения массы.
Выходит, в поднятом теле как таковой энергии нет. Вся энергия в поле тяготения и из него трансформируется.
кстати, берем заряженной аккумулятор (идеальный) с фотонным двигателем, то в таком теле есть энергия, которая при включении двигателя перейдет в кинетическую причем без изменения массы. а можно и в тепло.
ну, так выходит из простой логики и закона сохранения энергии.
еще, гравитация как нибудь и "заряжается".

16
JamesWebb92 · 09-06-2022

rdr44, извлекая тепло вы извлекаете не потенциальную энергию, а тепловую. Вы не сможете охладить тело ниже 0 К. Сколько в нём было тепла, столько вы и заберёте. А потенциальная при этом как была, так и останется.
Энергия не вся в гравитационном поле, только часть её. Например, энергия выделяющаяся при термоядерном синтезе никакого отношения к гравитационному полю не имеет. Энергия фотона в другом поле находится, с гравитацией прямой связи не имеет. Вообще, энергия она не в поле находится. Она находится во Вселенной. Во Вселенной нет ничего, кроме энергии. А поля - это свойства пространства Вселенной. Энергия перемещается и трансформируется в пространстве, используя те или иные его свойства (возможности можно назвать). В том числе трансформируясь в вещество - кварки, электроны и т.д. В аккумуляторе как раз этот случай. Ей не обязательно нужно именно гравитационное поле. У пространства несколько свойств.

17
Teddy92 · 09-06-2022

Интересно послушать, как это вы извлечете потенциальную энергию не меняя потенциал?

18
Teddy92 · 09-06-2022

JamesWebb, из каких соображений для гравитонов вы сделали исключение?

19
rdr4429 · 09-06-2022

Считается, потенциальная энергия у земли Ер=mgh и если б эта энергия действительно была в теле ( как АКБ), то все сходится. Ер переходит в кинетическую Ек. Но получается, что в поднятом теле нет этой Eр (есть только возможность при падении) эта формула только для упрощения расчетов. Вот и выходит, что кинетическая энергия берется(трансформируется) из поля гравитации. и естественно, если что-то совершило работу, то этого станет меньше на совершенную работу. Это как в пружине. Ведь после совершения работы запас в пружине уменьшается. Вообще, гравитация и не деформируемая пружина считаются консервативными силами. но в одном случае "запас" не меняется, а в другом почему-то меняется. Странно выходит.

20
JamesWebb92 · 09-06-2022

Teddy, из соображений природы этого явления. Не важно, квантуется гравитация или нет, это не влияет на поведение волны. Искажение пространства гравитацией чёрной дыры и гравитационная волна - это значения одного и того же поля. Они будут складываться. Ведь слабоосвещённые участки в электромагнитном поле не искривляют траектории пролетающих мимо фотонов?)
Я от начала и до конца согласен с комментарием 12, от Leonid3, что волновая природа будет везде одинаковая. Гравитация не исключение (!). Самый любимый, наверное у всех, пример с поверхностью воды. Потому что это двухмерное пространство, так легче думать :)
Представим себе бассейн. В центре дна которого открылся большой слив. На поверхности воды образуется углубление. Остановим время только для углубления, но не для свойств воды, и бросим в воду маленький камень. Пойдёт волна, и она пройдёт это углубление, и выйдет в таком же виде, в каком вошла. На противоположной стороне мы не сможем узнать, было ли это углубление. А теперь возьмём водосброс плотины. Тоже остановленный во времени, поскольку пространство не засасывается в червоточину, оно лишь искривлено. Может быть закручено, делайте с ним что хотите, но чёрные дыры не пожирают пространство. Поэтому время остановлено и для водосброса. Проходящая волна даст "тень", про которую говорил Леонид.
А если у пространства есть передел растяжения, то его можно даже узнать, регулируя мощность измерительной гравитационной волны, пока она не начнёт "маячить" в нелинейном искажении.
Ставлю на кон нашу планету со всей нашей цивилизацией! Она много не стоит, в свете текущих событий 😁 Но ей ничего не угрожает, я вас уверяю - это будет работать.
Вот мы и заглянули под горизонт событий.

21
Teddy92 · 10-06-2022

Тень от волны - это и есть частично поглощенная волна. Те гравитоны, которые попали в ЧД остались внутри. Так же как волна, которая прошла через слив из слива не вернулась.
Посмотрите не на лужу, а на море. Разве там есть бесконечные воны, которые расходятся до горизонта? Нет. Есть отдельные волны, которые то поднимаются пенными барашками, то опадают пологими и широкими волнами. Вспомните себя на море, когда ждешь особо крупную волну, которая тебя качнет как следует. Она вполне себе ограничена по ширине. Так что квантованность дискретность волн очень естественна. Намного более естественна, чем бесконечные синусоиды классической физики. Вот и весь гравитон на бытовом уровне.

22
Leonid3190 · 10-06-2022

Teddy, плохо "смотрели на круги ими образуемые" :-)))
Надо различать волны от единичного камешка (события) и волны, вздымаемые и постепенно усиливаемыми ветром.
А вот интерференция гравитационных волн (та самая "рябь") может стать и сюрпризом, вроде тонких, но тридцати метров высотой волн-убийц, которые иногда встречаются в океанах.

23
Гришин_С_Г158 · 10-06-2022

А почему тяготение крупного тела, расходующее свою "энэргию"
на притяжение более мелких тел, с увеличением числа притянутых
тел не уменьшается, а только увеличивается?
Чудеса... Впрочем, образа-то нет (а в этом вопросе - нет сразу двух
связанных между собой образов). А раз образа нет то, согласно
мнению древних, - не о чём говорить.

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2024. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!