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
Меню
Архив материалов
Подписка на новости
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Последние новости
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - ...
Последние аномальные новости

Билл Гейтс назвал срок окончания пандемии коронавируса

Билл Гейтс ответственен за пандемию коронавируса

Вечномолодой Денис Вашурин

Группа НЛО замечена над Коннектикутом

Девочку с двумя желудками прооперировали

Жуткий дождь прошел в Балаково

Как заглянуть в чужой сон

Какими будут войны будущего

Мистические огненные саламандры

Может ли интернет обладать сознанием

Наши дети болеют от музыки, которую они слушают

НЛО был замечен над Чикаго

НЛО наблюдали над Испанией

НЛО наблюдали над Южной Кореей

Откуда в Антарктиде зеленый лед

Почему инопланетяне не могут улететь в космос

Реальный мир или Матрица

Самая мистическая вершина Приморья

Самые странные патенты

Что такое протокол первого сигнала

Астрономы нашли астероид у Венеры, Нибиру пока не видно

Жизнь в Солнечной системе

Жизнь на Марсе не найдена

Загадочный эликсир из китайской гробницы

ИИ посчитает участников демонстраций

Как встреча с инопланетянами изменила Катю Лель

Когда над США начнутся космические бои

Космонавт объяснил природу виденного им НЛО

Крылатая аномалия обнаружена на Марсе

Куда исчезла гробница Александра Македонского

Лентообразная постройка на Меркурии

НЛО заметили над Осло

Предсказания научной фантастики, ставшие реальностью

Сбывшиеся пророчества монаха Авеля

Светящиеся огни над Ютикой

Светящийся шар наблюдали над Нью-Йорком

Слоистые породы на Венере имеют вулканическое происхождение

Сроки появления станции 5G в России

Тайна глубокого сна

Теневое правительство готовит кинетический орбитальный удар

Биочип для обнаружения коронавируса появится в 2021 году

Группа НЛО замечена над Нью-Йорком

Давным давно в небе светили два Солнца

Две чаши найдены на Марсе

Если инопланетяне существуют, то где они

Есть ли предел человеческой жизни

Женщина 20 лет играла в лотерею одними числами

Загадочная Запорожская область

Золотой цилиндрический НЛО на фото Джемини 3

Ископаемый аммонит найден на Марсе

На Сумщине мужчина убил чупакабру

Нелепые изобретения XX века

Огромные роботы Зоны 51

Пентагон применит против бунтовщиков тепловые лучи

Первый летающий автомобиль Турции

Призрак подводной лодки UB-65

Пугающие факты о сонном параличе

Русские жили в городах, когда немцы в пещерах

Самая пожилая жительница планеты достигла рекорда

Свежий лед обнаружили на Энцеладе

Священник выложил в соцсети фото беса

Сможет ли Земля существовать после смерти Солнца

Странное животное бегает по Брянску

Таинственные НЛО над Лас-Вегасом

Таинственные явления вокруг Анжелики Коттин

Удивительные города, в которых не живут люди

Хакерская атака впервые вызвала смерть человека

Холмы, которые отрицают законы физики

Черный прямоугольный НЛО над Индианой

Что такое анабиоз и можно ли погрузить в него человека

Ангелы после Иерусалима посетили ферму в Словении

Гомеопатия - не лженаука

Для сомневающихся в коронавирусе готовят мобильные отели

Жизнь на Венеру могли занести советские зонды

Из китайской биолаборатории сбежала очередная зараза

Интерактивный сайт знает все о нашей планете

Истребитель F-16 уничтожил ракету лазером

Как определить место посадки НЛО

Коронавирус с нами надолго

Людей начали хоронить в грибных гробах

На Венере нашли и воду

На траектории звездных ветров влияют экзопланеты

Найден источник радиовсплесков и особых нейтрино

Открыли новое состояние воды

Певец вступился за теорию плоской Земли

Почему мы не полетим на первые экзопланеты

Пришло время проверить запасы еды

Родился здоровый ребенок с двумя головами

Роскосмос построит обитаемую базу на Каллисто

Самые нелепые теории заговора

Создали чип, ускоряющий развитие сетей 6G

Статую четырехрукового бога нашли в Индии

Тайна необычных форм планетарных туманностей

Темная тайна заботливого маньяка

У НАСА всё никак не доходят руки до Нибиру

Фосфор в звездах поможет найти внеземную жизнь

Художник гулял по пляжу и обнаружил мозг

ЦЕРН создан, чтобы переместить Землю

Что такое биомаркеры и как их ищут

Чтобы добиться своего людям пришлось умереть

Верна ли теория струн

Водитель заснял призрака на поле битвы

Военные отрицают свою причастность к НЛО над Одессой

Дома на Марсе будут строить из хитина

Домовой в Таганроге разрушает неравный брак

Женщина 10 месяцев прожила с пулей в голове

Загадочные радужные облака

ИИ может стать научным рецензентом

Индейский каменный круг Бигхорн исцеляет

Как выглядит первая в мире обсерватория

Каким знакам зодиака снятся вещие сны

Кислоты уничтожили свидетельства существования жизни на Марсе

Математик подтвердил гипотезу об образовании планет

Найден необычный источник радиосигналов из космоса

Обнаружена первая экзопланета у белого карлика

Почему в дикой природе так много синего цвета

Сотни тысяч перелетных птиц загадочно погибли в США

США может стать местом начала Войны Миров

Тело Ленина захотели перевезти в США

Что лежит за пределами наблюдаемой Вселенной

Керамогранит под дерево - его варианты исполнения, достоинства и сфера применения

Вошел в туалет и пропал

Выдающиеся ученые, погибшие при загадочных обстоятельствах

Глава НАСА оценил обнаружение фосфина на Венере

Изображение инопланетянина нашли в соборе Переславля-Залесского

Индийский мальчик-предсказатель дал новый прогноз

Как влияет на человека фотография с кладбища

Как раскрыть в себе сверхспособности

Когда планетой будет руководить робот

Косатки начали нападать на корабли

Красноглазое существо из подвала

Метеорит взорвался над заповедником Джума

Миллиардер выделит деньги на поиски жизни на Венере

На Венере нашли следы фосфина. Что это значит

НЛО завис над трассой в Нью-Джерси

НЛО заметили в Приднестровье

Обнаружена связь между интернет-поиском и вспышками коронавируса

Одесса готовится к высадке инопланетян

Откуда во Вселенной столько золота

Президент США считает, что коронавирус просто пройдет

Страшный апокалипсис предсказало племя Хопи

Как после курсов по обслуживанию вентиляции открыть климатический бизнес на кондиционерах

Как японский массаж кобидо на обучении омолаживает лицо и убирает морщины

Бывший летчик рассказал о встрече с НЛО

Древний астрономический код найден на горе пришельцев

Есть ли разум и чувства у цветов и деревьев

Еще один призрачный замок над Китаем

Жуткий дом братьев Эдди

Загадочные знаки посреди пустыни Гоби

Когда Венера станет больше и ярче Луны

Найден способ пережить долгий космический полет

Нас к чему-то готовят. На Венере найдена жизнь

НЛО в тающих льдах Гренландии

Одесса в сентябре пострадала от наплыва НЛО

Похороненные заживо на стройках Мексики

Почему с возрастом ощущение времени меняется

Предсказания для России на 2021 год

Призрак Нерчинского музея

Призрак ребенка в заброшенной церкви Костромы

Российские ученые нашли следы внеземной жизни

Руки призрака, тянущиеся к младенцу в кроватке

Теплая экзопланета вращается вокруг прохладной звезды

Японцы получили инструкции на случай встречи с НЛО

Амеба съела мозг подростка после купания в озере

Белый диск над Йоркширом

В некоторых галактиках темной материи на порядок больше

Впервые выдали грант на изучение экзопланет

Два случая появления НЛО над Кузбассом

Загадка шестиугольных штормов Юпитера

Загадочное Трехостровское капище

Звездолет для полетов на Марс испытают на высоте 18 км

Кpacный кapлик Глизе 887 нe pacпoлaгaeт к жизни

Как долго можно находиться в космосе без скафандра

Как купить кусочек Луны

Конспиролог поймал сигнал с секретного объекта в космосе

Любитель открыл крупный опасный астероид

Мистерия в Северной Атлантике

Мистические явления, у которых есть простое объяснение

Признак жизни найден в атмосфере Венеры

Призрак в заброшенном поместье

Темный гороскоп. Кто вы из демонов по знаку Зодиака

Треугольный НЛО нашли у Гренландии

Чудо-пес с необыкновенным даром предсказания

Безликая женщина в машине

Безликий на корточках

Вселенная может быть наполнена удивительными прозрачными объектами

Подписка на новости
Подписка на новостой RSS-канал сайта
Получать новости сайта по почте
Контактный адрес для любых сообщений
Наверх
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика