
黑洞是宇宙中最极端的物体之一:质量的集中是如此之大,以至于它的中心坍塌成一个奇点,这与广义相对论完全吻合。 在我们的三维空间中,原子,原子核甚至基本粒子被压碎到任意小的厚度。 同时,落入其中的所有东西注定永远不会消失,而只是补充其引力。 这对暗物质意味着什么? 我们的读者问:
暗物质如何与黑洞相互作用? 它会像普通物质一样将其吸入奇异点,并补充黑洞的质量吗? 如果是这样,在黑洞通过霍金辐射蒸发后她会怎样?
一个很好的问题,您应该从黑洞开始。

在我国,为了将某些东西送入太空,有必要克服地球的引力。 在我们的星球上,我们所说的第二空间速度是11.2 km / s,这可以借助强大的火箭发射来实现。 如果我们在太阳表面,则该速度将高出近55倍,即等于617.5 km / s。 死亡后,我们的太阳将缩小为一个白矮星,其质量大约等于当前太阳质量的50%,其大小等于地球的大小。 在这种情况下,其表面上的第二宇宙速度将等于4570 km / s,即光速的1.5%。

小天狼星A和B,是一颗普通的恒星,例如太阳和白矮星。 尽管白矮星的质量要小得多,但其较小的地面尺寸却使第二宇宙速度大得多。

这很重要,因为您在一个空间中收集的物体越多,逃离该物体所需的光速就越近。 而且,当物体表面的速度达到或超过光速时,不仅光无法逃逸,而且根据我们对物质,能量,空间和时间的理解,物体内部的一切都崩溃成为奇点。 原因很简单:所有基本相互作用,包括保持原子,质子甚至夸克的力,都不能比光快。 因此,如果您在奇异点之外的某个地方,并试图将物体保持在更远的位置,以防止重力塌陷,那么它将什么也没有。 崩溃是不可避免的。 为了克服此限制,对于初学者而言,您需要一颗质量比20-40太阳质量大的恒星。
生命尽头的大型恒星,其铁芯向内塌陷并形成黑洞当燃料在其核心中用完时,中心将在自身的重力作用下向内下落,形成灾难性的超新星,坠落并破坏外层,并在中心留下黑洞。 这些“恒星质量”的BH的质量约为10个太阳质量,它们会随着时间的增长而增长,吸收任何可能与它们过于接近的物质或能量。 即使以光速掉入BH,也无法脱身。 由于内部空间的曲率极高,您将不可避免地陷入中心的奇异之处。 之后,您只需添加BH能量。
黑洞吸积盘从外部不能说这种BH最初是由质子和电子,中子,暗物质甚至是反物质组成的。 据我们所知,在BH中,只能测量三个属性:质量,电荷和角动量,即其旋转速度。 据我们所知,暗物质既没有电荷,也没有根据BH信息消失的悖论可以保留或破坏的量子数(
色电荷 ,
重子数 ,
轻子数等)。

根据BH形成的原理(由于超大质量恒星的爆炸),在它们首次出现后,它们几乎是100%由正常(重子系)物质组成,而0%是暗物质。 请记住,与正常物质相比,暗物质仅通过重力相互作用,而通过引力,弱,电磁和强相互作用相互作用。 是的,当然,大型星系和星团中的暗物质比正常情况多约五倍,但这可以归结为巨大的银河晕。 在一个普通的星系中,这个光晕在所有方向上球形地延伸了数百万个光年,并且正常物质集中在一个暗物质体积为0.01%的圆盘中。
典型星系中心盘中的正常物质和蓝晕中的暗物质BH通常在星系内部形成,在那里正常物质占主导地位。 考虑我们和我们的太阳所在的空间部分。 如果用半径为100
AU的球体对其进行圆 在太阳系周围,我们将包括所有行星,卫星,小行星以及几乎整个柯伊伯带,但是内部的重子质量-正常物质-将主要由太阳质量表示,约为2 * 10
30公斤。 另一方面,该球体中的暗物质总量将为1 * 10
19千克,即相同区域正常物质质量的0.0000000005%,大约等于小行星朱诺这样的小行星的质量,约200公里。

随着时间的流逝,暗物质和正常物质将与该黑洞相撞,并且将吸收它们,从而增加其质量。 BH的大部分质量增长将归因于正常物质,而不是暗物质,尽管有时在四千万亿年后,BH的衰减率仍将超过其增长率。 霍金辐射将导致黑洞事件视界之外的粒子和光子发射,从而保留BH内部的所有能量,电荷和角动量。 这个过程可能需要10
67年(对于质量来自太阳的BH)到
1 0100年(对于质量最大的BH,其质量比太阳大数十亿倍),但是结果是所有可能的结果混合在一起。

这意味着BH也将发射暗物质,但这完全不取决于特定的BH是否曾经吸收暗物质。 黑洞只记住掉入其中的一小部分量子数,掉入其中的暗物质的量不包括在其中。 从里面出来根本不是进来的东西!
霍金辐射从事件视界附近区域离开BH的示例(仅是定性说明!)因此,最终,暗物质只是BH的另一种食物来源,并不是很好。 它甚至不是特别有趣的食物来源。 进入暗物质BH的结果与实验中的结果没有什么不同,在实验中,您将使用手电筒在BH中发光,并会吸收您的光子。 根据等式E = mc
2 ,将其倒入就足够了。 暗物质中没有其他电荷,因此,除了由于落在BH中心之外而获得的角动量(这也适用于光子)之外,它对BH没有任何影响。