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
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
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 - ...
Последние аномальные новости

Владельцы электропечей объявили о начале восстания машин

Гигантский паук - сказка или реальность

Гном за деревом

Гном за окном

Гномы в белом из Техаса

Есть ли кто живой на экзопланете

За изменением климата стоят инопланетяне

Зона 51. Что это и почему ее собираются штурмовать

Как будут выглядеть дома будущего

Какие последствия ожидают Землю в случае ядерной войны

Карлик в детской

Космонавт сможет побывать на Марсе только один раз

Кто виноват в гибели динозавров

Мексиканский воришка

Метатель камней

Необычные совпадения в жизни разделенных с рождения близнецов

Петербуржец заметил две луны в небе

Пожилая пара с призраком девушки

Президента Кеннеди убили из-за эмиссии долларов

Призрак авиамеханика Фредди Джексона

Призрак Лестницы тюльпанов

Призрак Распутина в питерских интерьерах

Призрак санатория Уэверли Хиллз

Призрак тещи на заднем сидении

Раскрыто тайное изображение на картине да Винчи

Самолет-зомби совершил первый тестовый полет

Сколько во вселенной планет, похожих на нашу

Советы, которые помогут продлить вашу жизнь

Ужас в российском музее

Человек-осьминог из Огайо

Безработица и власть машин. Каким будет мир в будущем

В небе Бразилии люди увидели ангела

В небе над США взорвался метеорит

Доказана бесполезность спортзала для сжигания жира на животе

Жители Хайнаня отмечают День явления духов

За бабушкой

За племянником

Заклинателей демонов обвинили в сексуальных домогательствах

Застрявший между мирами Орион Уильямсон

Звезды могут уничтожатся полностью

Земля может быть источником жизни в галактике

Кто отправляет таинственные радиосигналы на Землю

Маленькая сморщенная голова

Мифологическое оружие нашли на Луне

Монстр из глубины напал на подводную лодку

Нашли древнее захоронение яйцеголовых гуннов

Нибиру замечена возле Земли

НЛО зелёного цвета пролетел над Сибирью

Обнаружен неизвестный орган боли

Обнаружено масло, вызывающее аномальный рост груди

Ошибся адресом

Первая зачатая с помощью ЭКО женщина родила ребенка

Плачущий призрак поселился в индийской тюрьме

Пригодные для жизни планеты вращаются вокруг каждой четвертой звезды

Приходящий в красной дымке

Руку призрака засняли в упавшем с обрыва автомобиле

Теория заговора. Президент США хочет депортировать жену

Химтрейлы нужны для кормления контролирующих людей паразитов

Я никуда не пойду

Ядерное оружие богов древних шумеров

Автозапчасти будут делать из яиц и помидор

В прошлом Юпитер поглотил суперземлю

В Ростове открылась выставка, посвящённая инопланетным формам жизни

Вырастили клетки со вживленной в них электроникой

Десятилетний мальчик отжался 4874 раза

Дух Павла появился в петербургском музее

Есть ли жизнь на Титане

Женщина увидела сон о своей смерти и сумела спастись

Житель Пензы заметил красное НЛО на фоне Луны

Жуткие места Ленобласти

Загадочный объект пролетел над пирамидами Египта

Исследователь нашел пирамиду подо льдами Антарктиды

Какими могут быть инопланетяне

Корабль инопланетян вылетел из Солнца

Легенды Костаная

Майкрософт признался в прослушке пользователей

Места силы в России

Модель поймала 62-килограммовую рыбу

НЛО заметили над Южной Кореей

Певица вылечила руками знакомую

Поймали акулу возрастом 512 лет

Призрачный мальчик напугал охранника крематория

Пять семнадцатилетних россиянок родили по пятому ребенку

Разработали технологию выбора пола при искусственном оплодотворении

Сняли жуткую черную рыбу из Ада

Существуют миллионы внеземных цивилизаций

Термоядерная война была в Антарктиде

У неандертальцев нашли необъяснимую болезнь

Хотят создать тропу к зауральскому Стоунхенджу

Чупакабра убила кроликов в Великих Луках

Алансонское НЛО. Правда или мистификация

Алмасты или выжившие неандертальцы

Атлантиду обнаружили во время трансляции с МКС

Биофлуоресценция на экзопланетах поможет найти жизнь

В районе Зоны 51 проводят испытания секретного вооружения

Второй раз в истории обнаружили зарождающуюся экзопланету

Грутсланг - хранительница африканской пещеры

Есть ли привидения в музее истории Йошкар-Олы

Жители Новосибирской области сняли НЛО

Жуткие письма Наблюдателя заставили супругов продать дом

Загадочный петроглиф у перевала Дятлова обеспокоил исследователя

Злобный гном поселился в одном из домов Тринидада

Кладбище НЛО обнаружили в Бермудском треугольнике

Космическая станция инопланетян обнаружена в созвездии Ориона

Монстры Чернобыля. Фауна зоны отчуждения

Назвали цену марсианского города

Необъяснимые случаи во время Второй мировой

НЛО взлетел с кометы Чурюмова-Герасименко

Обнаружили восемь повторяющихся радиосигналов пришельцев

Опухоль на лице 20 лет мешала женщине дышать

Пастор ходил по деревне с отрубленной головой и изгонял демонов

Почему на Марсе нельзя снимать скафандр

Путешественника во времени сняли в Юте

Развеяли некоторые мифы о левшах

Создали плащ-невидимку, скрывающий объекты от волн воды

Соцсеть Facebook тайно записывала и расшифровывала разговоры пользователей

Трубные звуки с неба предвещают Конец света

Череп инопланетянина найден на Марсе

Чупакабра прижилась в Беларуси

Шкатулка ведьмы найдена в Помпеях

Вид бактерий, который мог создать сложную жизнь

Девочка родилась с лицом старушки

Женщина родила двойню хотя это считалось невозможным

Житель Гонконга снял на видео Лох-Несское чудовище

Жуткая перчатка в мусоровозе

Жуть. Манекен на ветрине повернул голову

Загадочные радиосигналы из глубокого космоса

Зек 20 лет носил в животе зубную щетку

Инопланетяне эвакуируются из Антарктиды

Как работает искусственный интеллект

Колодец Тора. Врата в другую реальность

Костлявого Вендиго видели в Ворм Ривер

Куда поехать, чтобы встретиться с НЛО

Найдено невозможное древнейшее поселение людей

Необычное поведение пульсара озадачило исследователей

Подарок, который изменил жизнь

Порча на дом - как определить и защититься

Предсказания астрологов на 2020 год

Призрак Павла I покинул Михайловский замок

Призрака сняли в Ижевске

Разумные инопланетяне не должны быть гуманоидами

Раскрыта двухтысячелетняя тайна Клеопатры

Систему ПВО наделят искусственным интеллектом

Создатель мема про штурм Зоны 51 анонсировал фестиваль

Теория того, что Земля - планета-тюрьма

Три демона Ада

Уфологи высмеяли кандидата в президенты США

Чупакабра устроила охоту на куриц в деревне Бычки

Эрозия не виновата в появлении метана на Марсе

Ядерный чемодан для марсианской базы

А что, если бы люди никогда не летали на Луну

Базы инопланетян в кратере Дионисий

Базы инопланетян находятся в Антарктиде

В камне возрастом 70 млн лет нашли пули

Второе солнце заметили над Украиной

День археолога отпразднуют у Волконского дольмена

Женщина может лишиться головы от одного движения

Загадочный Паскагульский инцидент

Конца света не будет. Эксперт оценил опасность астероида

Маленькие человечки, о которых слагают легенды

Мужчина вырастил чужую дочь из-за путаницы в больнице

Нострадамус предрек гибель половины человечества

Обнаружена причина гибели группы Дятлова

Полёт НЛО над селом Конь-Колодезь

Случай столкновения с йети-подростком

Странные события в домах, построенных на старом кладбище

Студентов вузов начнут отчислять по совету ИИ

Тайна черных дыр

Чупакабру убил поленом сельчанин

Экстрасенс Кашпировский рассказал о бегстве из России

Эвакуация автомобилей в Киеве

Аномальную погоду объяснили влиянием климатического оружия

Вампиры в мифах и поверьях

Горгульи. Правда или вымысел

Женщина, общающаяся с духами мертвых

Загадки Зоны 51

Интересные исследования человеческого мозга

Как правильно общаться с деревьями

Климатическая атака на Россию

Климатическое оружие - бред похожий на правду

Места, где можно провалиться во времени

На жителях Москвы испытали климатическое оружие

На Землю продолжают поступать странные радиосигналы

Отель с привидениями в Джероме

Пожары в Сибири вызвало климатическое оружие

Последний август на планете

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