Может ли темная материя образовать черную дыру?

Некоторые люди предполагают, что таинственная темная материя во Вселенной может быть крошечными черными дырами. Но, с другой стороны, могут ли частицы темной материи притягиваться друг к другу под действием гравитации и, в конце концов, образовать черную дыру? Поскольку темной материи даже больше, чем обычной материи, черная дыра темной материи не должна быть редкостью.

Ответы (2)

Я думаю, что проблема с материей, которая взаимодействует только гравитационно, заключается в том, что трудно заставить все это оставаться в одном месте. Туманности медленно формируют звезды и планеты частично из-за того, что столкновения между частицами приводят к более крупным частицам, которые имеют тенденцию притягивать дополнительные частицы. Но частицы, которые просто проходят сквозь друг друга, не могут сливаться, не нарушая закон сохранения углового момента. Однако это не значит, что это невозможно. Просто динамика другая.

Ты прав. Если темная материя взаимодействует только гравитационно, то ей трудно накапливаться. Например, рассматривая две темные частицы, когда они «сталкиваются» (что означает перекрытие в пространстве-времени), они проходят друг через друга. Если добавить больше частиц, может образоваться хаотичный суп. Это гораздо проще смоделировать в компьютерной программе. Однако неясно, действительно ли темная материя не взаимодействует с другими силами.
@FineObserver На самом деле это то, что мы наблюдаем в симуляциях только с гравитацией. Когда галактики сталкиваются, то же происходит и с их ореолами темной материи, но в основном они проходят сквозь друг друга. Это формирует большие нити темной материи через галактики и вокруг них.
@KevinDriscoll Я думаю, вам следует расширить этот комментарий до ответа, поскольку он описывает явное моделирование, которое точно отвечает на вопрос ОП. Ответ Лайонела хорош, но вы явно эксперт, который думает именно о вопросе ОП в своей повседневной работе: было бы здорово получить такой авторитетный ответ на этом сайте. Слишком многие из нас являются универсалами, и хотя некоторые из нас обладают превосходной физической интуицией и дают отличные ответы, это не совсем то же самое.
Вот краткий обзор письма по физике на эту тему ;-)
Вопрос 1: Означает ли утверждение, что DM взаимодействует только гравитационно, что DM не подчиняется законам Ньютона, поскольку вы описываете материал без трения. Вопрос 2: Не будут ли две частицы DM, занимающие одно и то же место в пространстве, нарушать принцип запрета Паули, как при вырождении электрона, когда никакие два нейтрона не могут занимать одинаковые состояния даже под давлением коллапсирующей звезды с массой в несколько солнечных?

Темная материя не была обнаружена вблизи Земли даже чрезвычайно чувствительными детекторами, такими как детектор LUX (большой подземный ксенон). Тем не менее ученые считают, что ореолы, окружающие галактики, изобилуют темной материей.

Кажется более вероятным, что детекторы LUX не смогли обнаружить темную материю просто потому, что ее нет поблизости от нашей Земли. По сути, это означало бы, что распределение темной материи, возможно, неравномерно в нашей галактике. Так как она как бы локализована в галактических ореолах, а возможно и таких регионах, которые находятся за пределами гравитационного поля массивных тел (таких как планеты/звезды/галактики). Поэтому кажется, что темная материя может быть гравитационно отталкивающей по сравнению с обычной материей.

В таком случае вполне понятно, почему Темная Материя не может образовать Черные Дыры, поскольку они просто не могут быть упакованы достаточно плотно (из-за их «мягкого» взаимного отталкивания), чтобы сформировать Черные Дыры. Это также объясняет, почему они в основном находятся на окраинах галактик, внутри их ореолов.

Для получения более подробной информации см. http://urbanyogi2012.blogspot.ca/2014/06/on-dark-matter.html .

«Кажется более вероятным, что детекторы LUX не смогли обнаружить темную материю просто потому, что ее нет поблизости от нашей Земли». - Я не согласен. Способность LUX и других экспериментов обнаруживать ДМ зависит от того, насколько сильно ДМ взаимодействует/распадается и т. д. Нет веских оснований делать вывод, что рядом с Землей нет ДМ – просто он недостаточно сильно взаимодействует/распадается, чтобы допустить обнаружение.
«Поэтому кажется, что темная материя может быть гравитационно отталкивающей по сравнению с нормальной материей». - Это было бы очень трудно признать с нашими очень успешными моделями структурообразования, которые рассматривают DM как чисто бесстолкновительную жидкость и взаимодействуют с гравитацией так же, как с обычным веществом.
«Веская причина» в том, что они не были обнаружены, несмотря на такие мощные детекторы! Предполагается, что темной материи более чем в 5 раз больше, чем обычной материи, но в окрестностях Земли не было обнаружено ее следов. Простая логика подсказывает, что они не обнаружены просто потому, что на Земле нет ДМ.
Ваши «успешные модели» ничего не объясняют о DM. Если она гравитационно притягивается и ее в 5 раз больше, чем обычной материи, то вы должны видеть DM повсюду. Вы не знаете. Вы видите его только в галактических ореолах, далеких от гравитационного окружения крупных тел. Спросите себя, почему эта закономерность постоянно наблюдается от галактики к галактике.
Во-первых, мы не можем «видеть» вещи, которые не излучают свет. Эффект, который мы «видим», — это гравитационный эффект. Верно, такие модели не объясняют, что такое DM на самом деле, но они многое говорят нам о том, как он должен действовать, и мы можем с большой уверенностью сказать, что DM не является отталкивающим, как вы предполагаете. Это имело бы огромные наблюдаемые последствия для многих наблюдаемых, таких как 1) космический микроволновый фон 2) статистика кластеризации галактик и 3) кривые вращения галактик, чтобы упомянуть некоторые, для которых у нас есть высококачественные наблюдения.
Я не имел в виду «видеть» в буквальном смысле. Если бы ТМ была распределена равномерно, мы бы наблюдали гравитационные аномалии даже локально (движения наших собственных планет), которые можно объяснить только с учетом влияния ТМ. Никаких подобных аномалий обнаружено не было, и все движения наших планет и Луны можно прекрасно объяснить количеством содержащейся в них нормальной материи. Таким образом, он явно неравномерно распределен. Я не понимаю, как отталкивающий DM может быть несовместим с CMB. Я также объяснил на своем веб-сайте, как это прекрасно объясняет скопление галактик и кривые вращения.
Никто не утверждает, что DM распределена равномерно. Для гало или галактики мы ожидаем профиль плотности, который падает по мере удаления от центра — как это было обнаружено в результате моделирования и наблюдений, скажем, из кривых вращения. «Я не понимаю, как отталкивающая ТМ может быть несовместима с реликтовым излучением». Ученые не просто размышляют об этом: мы вычисляем и сравниваем с наблюдениями. Прогнозы CMB для наших стандартных моделей DM полностью согласуются с данными. Отталкивающего DM очень даже нет! Также недостаточно сказать, что «это идеально соответствует данным», не проведя вычислений.
Удивительно, что вы основываете свои выводы на каких-то упрощенных компьютерных моделях. Можно моделировать вещи, похожие на деревья, с помощью фрактальных уравнений, но это не значит, что деревья растут в соответствии с этими уравнениями. Происходит целый ряд сложных процессов. Помните, компьютер — это не вселенная.
Вы говорите: «Отталкивающий DM — это совсем не то!» — что именно вы знаете об отталкивающем DM, кроме того, что я здесь сказал? Вы делаете такие огульные заявления, даже не понимая, о чем говорите. Ученые этого не делают. Вы не ответили на вопиющие логические несоответствия вашей нелепой модели, прикрываясь какой-то компьютерной моделью, которая может иметь несколько случайных параметров, которые можно выборочно выбирать для соответствия любому наблюдению.
Задумывались ли вы когда-нибудь, что если бы ТМ была привлекательной по своей природе, то по мере того, как наши планеты движутся вокруг нашего солнца, они были бы похожи на снежки, подметающие ТМ по пути и увеличивающиеся в массе. И эффекты этой дополнительной массы можно было ясно наблюдать в планетарных движениях. Но ничего нет. После того, как я указал на ошибочность вашей модели, вы говорите: «Никто не утверждает, что DM распределяется равномерно». Собственно, именно об этом и говорят ученые.
«Что именно вы знаете об отталкивающей DM» — из вашего плана достаточно, чтобы сказать, что у меня есть сильные сомнения, что это когда-либо сработает. В любом случае, бремя доказывания лежит на вас. "упрощенные компьютерные модели" - Вовсе нет. «который может быть выборочно выбран для соответствия любому наблюдению» - Нет. Большинство параметров ограничены точностью до 1%. "они бы как снежки заметали DM" - В очень малой степени. Слишком большие скорости и ср. плотность слишком мала, чтобы когда-либо изменить массу планет. "Вообще-то именно так и говорят ученые" - Нет. Вы, должно быть, путаете это с темной энергией.
"- судя по твоему плану, я сильно сомневаюсь, что это когда-нибудь сработает" - нет. вы почти ничего не знаете о DM, не говоря уже об отталкивающем DM. «Большинство параметров ограничены точностью до 1%» — у вас есть взгляд на вселенную меньше, чем через замочную скважину, а затем вы делаете эти грандиозные модели, которые, по вашему мнению, объясняют это. Это как смотреть в окно кухни и составлять карту города.
"В очень малой степени"?? Это смех. У вас DM в 5 раз больше, чем у обычной материи. Это как иметь 5 DM солнц, 5 земель, 5 юпитеров и т. д. в нашей солнечной системе. А вы говорите только в очень малой степени. Вы хоть знаете, как работает гравитация? Нет, я не путаю DM с DE. Детекторы LUX были созданы специально для обнаружения DM, а не DE. Если бы они не думали, что смогут найти ДМ на Земле, зачем еще им искать его здесь?
"У вас DM в 5 раз больше" Да в среднем по вселенной! В масштабах Солнечной системы ТМ распределена довольно равномерно с плотностью примерно 10 6 среднего Плотность ТМ во Вселенной. Планета имеет плотность 10 30 раз сред. Плотность материи во Вселенной. "зачем еще они смотрели бы сюда" Эксперименты ищут взаимодействие/распад DM в материю, а не через увеличение массы планет. DM может в некоторой степени влиять на орбиты планет, и это можно было бы обнаружить, но это не потому, что планеты поглощают DM, а из-за того, что вся масса внутри орбиты создает большую гравитационную силу.
Если DM обладает гравитационным притяжением, то с течением времени (13,8 миллиардов лет) и с непрерывным движением звезд, планет и галактик DM должен был бы довольно плотно накапливаться вокруг этих массивных тел. Почему этого не происходит? Помните, что DM в 5 раз больше, чем обычное вещество. «DM может в некоторой степени влиять на орбиты планет, и это можно обнаружить» — тогда почему это не обнаружено? Пожалуйста, не ссылайтесь на компьютерную симуляцию, чтобы подтвердить свой аргумент. Дайте наблюдательные данные.
"должен накапливаться довольно плотно" Нет. ДМ не имеет давления, т.е. нечего его замедлять, поэтому большие скорости препятствуют этому (в значительной степени). "тогда почему это не обнаружено?" Плотность DM в Солнечной системе просто крошечная. В некоторых работах пытались оценить, сколько накопила Солнечная система, и это, по-видимому, указывает на то, что было накоплено менее 0,002% массы Земли. пока ( arxiv.org/abs/0806.3767 ). Это крошечный!
"DM не оказывает давления" - на чем вы это основываете? Вы даже не знаете, что такое DM, но делаете эти дикие предположения о том, каким он должен быть. Согласен, что в соответствии с его моделью (которая основана на многих сомнительных предположениях) говорится, что захват DM составляет около 0,002% (1,78x10^-5) массы Земли. В заключение также говорится, что «мы обнаружили, что темная материя в нашей Солнечной системе гораздо важнее, чем считалось ранее». В любом случае это всего лишь модели того, о чем ученые очень мало знают. Трудно воспринимать это всерьез.
Отталкивающая гравитация как результат темной энергии была предложена ранее физиком-теоретиком Массимо Виллата. Я упомянул об этом в своем репортаже. Однако он предположил, что причиной этой отталкивающей гравитации является антиматерия, с чем я не совсем согласен. Я думаю, что это внепространственная материя, заключенная в замкнутые 2d М-браны (что-то вроде крошечных пузырей, не из этой вселенной, хотя и внутри), чья положительная кривизна в нашем пространстве-времени вызвала бы отталкивающую гравитацию. Статью Виллаты см. на arxiv.org/abs/1201.3810 .
Не думаю, что хочу продолжать эту дискуссию, так как она занимает слишком много моего драгоценного времени. Поэтому я не буду отвечать на дальнейшие сообщения.
Чтение этой беседы вызывает прекрасный смех, спасибо вам обоим. @harismind, вы говорите: «Удивительно, что вы основываете свои выводы на некоторых упрощенных компьютерных моделях», что прекрасно обнажает ваше невежество во всем этом ... К сожалению, ОП принял ваш ответ, поскольку в нем сильно не хватает доказательной базы. содержание. Симуляции, которые мы используем в астрофизике, основаны на опыте — мы не просто вставляем в них все, что хотим, а затем смотрим, что происходит.
Вы готовы делать заявления, которые совершенно необоснованны, просто чистое предположение. Астрофизическое моделирование делает минимальные предположения о DM, чтобы попытаться воспроизвести наблюдаемые эффекты, которые не включают отталкивания, электромагнитные или механические, и эти моделирования отлично справляются с воспроизведением наблюдений.
DM формируется в виде ореолов вокруг галактик, и это примерно то, что нам действительно известно, но космология согласования Lambda CDM очень хорошо объясняет рост структуры, даже в очень больших масштабах, то есть в Космической Паутине. Кроме того, вам, кажется, отчаянно нужно узнать больше об этом, потому что есть разница между Темной Энергией и Темной Материей, но вы говорили, что Темная Материя отталкивает, а затем цитировали что-то о Темной Энергии..... Получить ключ!
Наконец, отсутствие свидетельства не обязательно является свидетельством отсутствия, и это особенно верно, когда мы говорим о возможных новых формах материи. То есть его необнаружение не обязательно является доказательством его отсутствия, особенно когда это что-то столь же намекающее, как темная материя.
Может ли темная материя образовать черную дыру?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v