Фото тени черной дыры ограничила массу темной материи
Физики из США исключили легкие аксионы с массами порядка 10-21 электронвольт, рассматривая сверхизлучение сверхмассивной черной дыры в центре галактики M87, которую недавно сфотографировал Телескоп горизонта событий. Исключенная область вплотную прилегает к области масс, запрещенной колебаниями плотности межзвездной среды и возможностью формирования крупномасштабной структуры Вселенной. Статья опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics, препринт работы выложен на arXiv.org.
Темная материя составляет около 85 процентов материи Вселенной и около 25 процентов ее плотности, однако ученые до сих пор не знают, из чего она состоит. Большинство физиков считает, что темная материя очень слабо, но взаимодействует с обычным веществом — если бы это было не так, темная материя не могла бы родиться в молодой и горячей Вселенной. Следовательно, частицы темной материи теоретически можно зарегистрировать в наземных экспериментах, долго просматривающих достаточно большие объемы вещества. К сожалению, за тридцать лет поисков ни один наземный детектор так и не поймал ни одной «темной» частицы. Некоторые физики так расстроились от отсутствия результатов, что даже заявили о бесполезности наземных экспериментов по поиску темной материи, потому что такие детекторы может «ослеплять» земная кора или неизвестная новая сила.
На этом фоне чисто гравитационные наблюдения за темной материей становятся особенно важны. Конечно, такие наблюдения ничего не могут сказать о природе и механизме взаимодействия темной материи, однако они определяют один из важнейших параметров теории — массу частиц. Как правило, уже одной это информации достаточно, чтобы выбрать среди огромного зоопарка теорий, который предсказывает как ультралегкие частицы темной материи (аксионоподобные частицы с массой от 10-22 электронвольт), так и сверхтяжелые частицы (первичные черные дыры с массой порядка нескольких масс Солнца). К сожалению, в большинстве ситуаций как тяжелая, так и легкая темная материя ведет себя одинаково. Поэтому найти гравитационный эффект, который бы определялся массой отдельных частиц, а не массой вещества в целом, довольно сложно.
Один из таких эффектов, чувствительных к массе частиц — это сверхизлучение вращающихся черных дыр. В общих чертах, этот эффект заключается в том, что достаточно легкие частицы темной материи уносят угловой момент черной дыры и замедляют ее вращение. Для этого комптоновская длина волны частицы должна быть порядка радиуса горизонта событий черной дыры, а волновая функция «гравитационного атома», в котором ядром служит черная дыра, а электронами — сверхлегкие бозоны, должна перекрываться с эргосферой. Интересно, что эффект сверхизлучения не требует, чтобы черная дыра сразу была окружена такими частицами, поскольку они могут рождаться за счет квантовых флуктуаций вакуума вблизи горизонта событий. Следовательно, этот эффект устанавливает максимальную скорость вращения черной дыры, допустимую при заданной массе частиц темной материи.
Физики Хуман Давудиазл (Hooman Davoudiasl) и Питер Дентон (Peter Denton) посмотрели на этот эффект с другой стороны и вытащили из него ограничение на допустимую массу сверхлегких частиц темной материи. Для этого ученые рассмотрели сверхмассивную черную дыру в центре галактики M87 — первую черную дыру, тень которой удалось сфотографировать с помощью Телескопа горизонта событий. Эта фотография позволила напрямую измерить окружение черной дыры, уточнить ее массу и угловой момент. Оказалось, что масса черной дыры составляет M - 6,5±0,7 миллиардов масс Солнца, а безразмерный параметр вращения a - 0,9±0,1 (при максимальном значении параметра a = 1). Таким образом, рассмотренная черная дыра обладает наибольшим угловым моментом, когда-либо измеренным человеком. Подробнее о том, как ученые сфотографировали тень черной дыры, можно прочитать в материалах «Взгляд в бездну» и «Черная дыра галактики M87: портрет в интерьере».
Собирая эти данные вместе и оценивая возраст черной дыры миллиардом лет (при таком значении ограничения наиболее консервативны), ученые получили, что масса скалярных частиц темной материи не может лежать в диапазоне между 8,5-10-22 и 4,6-10-21 электронвольт. Эта область вплотную прилегает к области параметров, запрещенной колебаниями плотности межзвездной среды и возможностью формирования крупномасштабной структуры Вселенной. Стоит отметить, что ранее ученые уже использовали сверхизлучение более легких черных дыр, чтобы исключить промежуток масс от 10-17 до 10-11 электронвольт.
Недавно мы писали о другом способе детектирования ультралегких частиц, основанном на сверхизлучении: в начале этого года физики из Нидерландов и Германии заметили, что облако частиц, которое образуется за счет сверхизлучения, может испытывать резонансные переходы и модифицировать гравитационный сигнал, приходящий из двойных систем черных дыр. Теоретически такое изменение может почувствовать будущий гравитационный детектор LISA.
Кроме того, ученые ищут аксионы в прямых наземных экспериментах. В частности, физики предлагают ловить ультралегкие частицы с помощью «радио для темной материи», квантового испарения жидкого гелия, прецессии спина электрона, едва заметного изменения закона Кулона в атоме водорода и колебаний кристаллической решетки алмаза. Некоторые из этих идей уже воплощены в реальность — например, в детекторах ADMX и ABRACADABRA, основанных на «радио для темной материи». К сожалению, ни один из этих экспериментов аксионы не зарегистрировал.
Источник
Подписка на новостой RSS-канал сайта
Получать новости сайта по почте
Контактный адрес для любых сообщений
МЕНЮ
Архив материалов
Подписка на новости
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - ...
Последние аномальные новости

База рептилоидов взорвалась на Луне

В Самаре продают землю с места посадки НЛО

Загадочная индейская Паяса

Капиталисты намерены поймать и показать людям инопланетян

Корабль инопланетян заметили над Антарктидой

Кто и почему верит в теории заговора

Нобелевский лауреат хочет открыть жизнь на другой планете

Новая технология позволила управлять мозговыми волнами

Призрак напугал блогершу

Призрак прогулялся по лужайке

Пророчества на 2020 год. Третья великая война начнется

Раскрыта многолетняя тайна ДНК

Рассказы о телах пришельцев в Розуэлле

Создан материал с необычными свойствами живых клеток

Солнце - величайшая загадка нашей звездной системы

Страдающие растения кричат о своих проблемах

Странные обьекты наблюдают за полетами шаттлов

Техас стал горячей точкой для наблюдений НЛО

Ученые готовы найти следы жизни на Proxima-b и Trappist-1

Ученые, которые верили в паранормальные явления

Анабиоз будет уже через 20 лет

Атмосферы далеких планет

В Китае скрестили поросенка и макаку

Гибернация сделает возможными путешествия к далеким мирам

Движущей силой эволюции является мутация

Женщина с пирокенетическими способностями

Инопланетяне могут посылать биосигналы на Землю

Названа польза вредных веществ для долгой жизни

Наше Солнце - не совсем обычная звезда

Некоторые рыхлые экзопланеты могут оказаться экзосатурнами

Обнаружили необычный фактор продления жизни

Оживили женщину, сердце которой остановилось на 6,5 часа

Поведение левитирующей воды исследовали в Тюмени

Призраки на борту норвежского круизного лайнера

Призраки Салли Хаус

Скорость сдвига полюсов достигла 777.77 километров в год

Странная черная аномалия в Антарктиде

Страшные предсказания Нострадамуса

Таинственные события на астероиде Бенну

Ученые показали лица амазонок и ведьм

В Краснодарском крае изучают странные рисунки

Военный рассказал об огромном НЛО над военной базой

Женщина пожаловалась на чупакабру-гипнотизера

Живой НЛО возле космического аппарата Атлантис

Жизнь на экзопланетах подтвердится комбинацией молекул в атмосфере

Земля переходит в другое измерение

Из Пакистана угнали в Орду 629 женщин

История о странной антенне на дне океана

К жителям Прилузского района пришла чупакабра

Как закончится жизнь в Солнечной системе

Марсиане начали терраморфинг Австралии

Математик расшифровал пророчества Нострадамуса

Найдено множество экзопланет с кольцами

Началась разработка технологий сна для полета на Марс

Новая станция сможет обнаружить детали атмосфер экзопланет

Паранормальные соседи омичей

Способы управления климатом

Существует ли подземная Калуга и где хранится легендарный клад Лжедмитрия II

США планируют создать супер-солдат

Являются ли пресловутые Иллюминаты реальными

Мошенники среди магов, колдунов, целителей, экстрасенсов

В больнице одновременно забеременели сразу 22 сотрудницы

Возможны ли путешествия во времени

Инопланетян начнут искать по новой методике

Как сохранить секрет, но при этом не сойти с ума

Как устроен Ад. Краткий путеводитель по загробному миру

Лучшие фантастические романы о проблемах XXI века

Может ли стресс продлевать жизнь

На комете Виртанена произошел взрыв

На орбите белого карлика обнаружили экзопланету

Найдено подтверждение гипотезы самоприручения человека

Обнаружили вход в загробный мир

Поселившиеся на метеорите микроорганизмы обросли аморфной коркой

Предложен новый способ поиска жизни на экзопланетах

США хотят новые самолеты Судного дня

У полярников уменьшился мозг

Где сохранялась жизнь, пока Земля была покрыта льдом

Главная загадка Солнца

Грета Тунберг имеет исторического доппельгангера

Дисплеи будущего. Как изменятся наши экраны за 20 лет

Женщина погибла в аварии вертолета, а потом ее увидели на дороге

Загадочный огненный шар в небе над Австралией

Земляного червя заметили на Марсе

Индейцы встречались с инопланетянами

Как вычислить дар ясновидения у ребенка

На индийском пляже образовалась ядовитая пена

Новый метод поиска атмосферы на каменистых планетах

Повар заметил на улице Бирмингема инопланетянина

Признаки того, что покойные близкие хотят оказать помощь

Результаты поиска снежного человека в Башкирии

Скелет Адской гончей обнаружен в Великобритании

Состав экзопланеты не определяется звездой-хозяином

Студент разгадал столетнюю загадку

Тайна появления сложной жизни на Земле

Флот инопланетян в небе над Нью-Йорком

Череп Амелии Эрхарт нашли на острове Никумароро

Наружная реклама в Ростове-на-Дону выдвинет ваш бизнес на новый уровень

Атомная бомба взорвалась над Аргентиной

Бразильское дерево производит дождь из сладкого нектара

Вампиры ходят среди нас

Вечное грозовое облако Гектор над островами Тиви

Женщина 12 дней выживала в глуши без еды и воды

Жительница Владивостока рассказала о визите НЛО

Зачем курский ученый скрещивал обезьяну и человека

Из космоса пришел таинственный радиосигнал

Инопланетянина сбила машина в 1953 году

Конец Света наступит 21 декабря 2019 года

Криптозоолог Игорь Бурцев рассказал о встречах с йети

НАСА готовится к общению с инопланетянами

Очень странные дела в рельной жизни

По анализу крови можно узнать продолжительность жизни

Почему в Башкирии не стоит искать йети

Предсказано наступление гибельного голода по всей Земле

Секрет супер-зрения загадочных морских обитателей

Таинственная сфера пролетела около МКС

У США есть физические доказательства существования НЛО

Юстиниановой чумы не существовало

Боевые НЛО Третьего Рейха

Женщина сняла призрак мертвой сестры

За нами наблюдают через телевизор

Земля давно превратилась в Сатурн, мы просто об этом не знаем

Инопланетный корабль нашли на снимках Аполлона-12

Комета-пришелец залетела в нашу Солнечную систему

Корабль инопланетян замечен на Марсе

Мать вышла из комы из-за крика дочери

Обнаружен загадочный световой сигнал из космоса

Протопланетный диск обнаружили у далекой звезды

Свинья в стрингах на машине

Случаи выживания в катастрофах при странных обстоятельствах

Таинственное шестиминутное послание инопланетян

Таинственный обьект в небе Аризоны

Черные НЛО замечены на разных концах Земли

Астероиды, которые угрожат человечество

Взрыв НЛО в небе над Лондоном

Девочки-паучки из Айдахо

Еда будущего. Мясо из пробирки

Инопланетяне наведались на МКС

Какая болезнь уничтожит полчеловечества

Летающие блюдца сменяет новый тип кораблей инопланетян

Марсоход нашел в пустынях Невады дохлую рыбу

Меня преследует старуха-рептилия

Можно ли вырастить виноград на Марсе

НАСА отправляет на полюс ракеты. Переворот полюсов уже близко

Начало зомби-апокалипсиса в Лондоне

Нострадамус предсказал возрождение СССР

Сможет ли искусственный интеллект страдать

Спутник Юпитера может скрывать подо льдом океаны

Возле Бирска поселился снежный человек

Дети с белыми глазами

Женщина, сменившая пол, снова хочет стать женщиной

Инопланетяне украли волшебный камень

К 2050 году в армии будут служить только киборги

Конспирологи вовсе не психи в шапочках из фольги

Куда сходить туристу на Марсе

Места, где можно загадать желание

Настойчивый голос

Нейропротез позволил обезьянам ощупывать предметы силой мысли

Новые странные детали в смерти Элизы Лэм

Предсказание Нострадамуса о наступлении золотого века России

Случай на стоянке у магазина

Что люди унаследовали от неандертальцев

Экзопланета выжила внутри красного гиганта

Аннунаки обманом заставили людей построить Ковчег

Видеокарты Radeon мешают искать инопланетян

Древние рисунки гуманоидов нашли в Испании

Загадка исчезновения древнего вида людей

Загадочный Спуск Дьявола

Загадочный феномен нашли на Северном полюсе Земли

Искусственный интеллект заставил чемпиона мира по го завершить карьеру

Как без лишних усилий отжать у аборигенов планету

Колдун натравил крокодилов на жителей деревни

Криминальная загадка. Смайлики-убийцы

Легенда о колдунье, заточенной в башне

Мистические озера Марий Эл

Мужчина месяцами ходил с чесноком в ухе и верил в его силу

Почему народные средства не помогают при лечении гриппа

Прогноз Нострадамуса о ядерной войне России и США

Самая старая американка умерла в 114 лет

Снежного человека ищут в Башкирии

Стоунхендж нашли в Польше

Сфотографировали нечто, очень похожее на Нибиру

Тайна необъяснимого излучения из космоса

Программы лояльности от московского автосалона Дженезис

Fonwall.ru - крупная база фотографий и рисунков

Во Вселенной нашли необъяснимое искажение

Глобальные бури исчерпали всю воду на древнем Марсе

Подписка на новости сайта
Наверх
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика