Alte Schwarze Löcher können durch die Überreste absorbierter Neutronensterne entdeckt werden

Schwarzes Loch in der Sicht des Künstlers

Die Idee, dass es im Universum schwarze Löcher gibt , deren Alter fast dem Alter des Universums selbst entspricht, tauchte lange Zeit in der wissenschaftlichen Gemeinschaft auf. Tatsächlich gab es im Universum kurz nach dem Urknall genug Materie für die Bildung von Schwarzen Löchern. Dies ist jedoch nur eine Hypothese, die schwer zu beweisen ist - schließlich haben Wissenschaftler praktisch keine Werkzeuge, um die ursprünglichen Bewohner des Universums zu entdecken.

Kürzlich schlug eine Gruppe von Physikern eine ungewöhnliche Methode vor, um alte Schwarze Löcher zu finden. Wissenschaftler haben vorgeschlagen, dass solche Objekte durchaus in der Lage sind, Neutronensterne zu absorbieren (später gebildet, ja). Sie selbst können die Grenzen des Gravitationskollapses nicht überschreiten, aber ihre Rotationsgeschwindigkeit ist ausreichend, damit ein Teil der Substanz dennoch aus der Umarmung des Schwarzen Lochs ausbricht.

Die oben diskutierten Wissenschaftler haben ihre Annahmen als Artikel formalisiert und in Physical Review Letters veröffentlicht. Eine Gruppe von Forschern, bestehend aus drei Physikern, schlägt vor, dass schwere Elemente unter bestimmten Bedingungen die Grenzen der Gravitationsanomalie überschreiten können und auf diese Weise erkannt werden können.

Alte Schwarze Löcher unterscheiden sich grundlegend von ihren jüngeren "Verwandten". Erstens entsteht durch den Zusammenbruch eines massiven Sterns ein gewöhnliches Schwarzes Loch. Im Jahr 1971 schlug Stephen Hawking vor, dass alte Schwarze Löcher nicht aus Sternen gebildet wurden (sie existierten einfach nicht im Anfangsstadium der Bildung des Universums), sondern als Folge des Gravitationskollapses von Dichteschwankungsschwankungen. Zweitens kann die Masse der alten Schwarzen Löcher fast beliebig sein, entspricht der Masse eines gewöhnlichen Sterns und ist tausendmal größer als die Masse der bekannten Supernovae. Übrigens, so einige Wissenschaftler, können die alten Schwarzen Löcher im Mittelpunkt der Dunklen Materie stehen, nach denen sie suchen und die sie in den von Physikern vorhergesagten Mengen nicht finden können.

All dies ist gut, aber wie oben erwähnt, ist es fast unmöglich, solche Objekte ohne die richtigen Werkzeuge zu erkennen. Sie können über sie sprechen, aber es ist unmöglich, ihre Existenz mit den üblichen Methoden der Astronomie zu beweisen. Der einzige Weg , dies zu tun, besteht darin, Spuren der Absorption eines Neutronensterns durch einen solchen schwarzen Stern zu finden.



Neutronensterne drehen sich sehr schnell um ihre Achse und machen innerhalb von Millisekunden eine vollständige Umdrehung. Angenommen, ein solches Objekt ist in ein schwarzes Loch gefallen. Letztere können einen Neutronenstern nicht sofort und spurlos absorbieren - die Gesetze der Physik legen bestimmte Einschränkungen für die Absorptionsrate von Materie fest. Durch die Wechselwirkung dieser beiden Objekte dreht sich der absorbierte Stern noch schneller. Und wenn dies so ist, kann die Substanz, die sich auf der Oberfläche eines Neutronensterns in der Nähe des Äquators befindet, irgendwann eine Geschwindigkeit erreichen, die ausreicht, um über die Schwerkraftfalle hinauszugehen. Physiker glauben, dass in diesem Fall ein erheblicher Teil der Materie die Absorption vermeiden und außerhalb der Reichweite eines Schwarzen Lochs liegen kann.

Es ist klar, dass sich die Substanz zwar in der Zusammensetzung eines Neutronensterns befindet, ihr Zustand sich jedoch stark von der Zusammensetzung gewöhnlicher Materie unterscheidet. Es sind in der Tat "winzige" Atome. Daher neigt die Materie nach dem Ausstoß dazu, ihre übliche Form anzunehmen, Atome und die Standardstruktur der Materie werden wiederhergestellt. Aufgrund der Natur dieses Prozesses erscheinen Atome schwerer Elemente. Laut den Autoren der Studie entspricht die Verteilung schwerer Elemente im Universum nur ihrer Hypothese. Die Wissenschaftler führten die Simulation unter Verwendung ihrer Annahmen durch und erhielten mehrere Bestätigungen für die Richtigkeit ihrer Hypothese. Natürlich hat sie auch Gegner, aber es gibt noch mehr, die die Berechnungen ihrer Kollegen unterstützen.

Darüber hinaus behaupten Physiker, dass ihre Hypothese viele Phänomene erklärt, die die moderne Wissenschaft nicht erklären kann. Dies sind schnelle Funkstöße , Antimaterie in unserer Galaxie und vieles mehr. Außerdem können Schwarze Löcher selbst 10% der Menge an dunkler Materie ausmachen, die Astronomen zuvor berechnet haben.

DOI: 10.1103 / PhysRevLett.119.061101