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
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 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - ...
Последние аномальные новости

Группа звездолетов обнаружена на Меркурии

Группа НЛО была замечена над Западной Вирджинией

Девочку спасли от неопознанного зверя

Дискообразный НЛО был замечен над Калифорнией

Загадка Алленстаунской четверки

Зафиксировали вызванные экзопланетой полярные сияния

Ледяные вулканы появились на озере Мичиган

Лесной демон

Люди из леса

Мужчина хотел похудеть и стал одним из самых сильных в мире

Названа причина аномальной зимы в России

Нибиру заставляет атмосферы планет светиться

Обнаружили стаю птиц размером 145 километров

Оружие для контроля погоды используют в Сирии

Писатель предсказал эпидемию короновируса

Преследование невидимки

Призрачного ребенка заметили в школе

Пророчество Ванги о мировой катастрофе 22 февраля

Пророчество наследницы Ванги для России

Раскрыта тайна появления жизни

Растаявшие льды Антарктиды подкинули массу загадок

Самый эффективный способ борьбы со старением

Сняли ската с аномальной пигментацией

Стены из человеческих черепов и костей обнаружили в Бельгии

Температура тела человека упала за 160 лет

Техник авианосной группы Нимиц сообщил данные о НЛО

Треугольный НЛО замечен над Техасом

Усомнились в пользе радикального способа спасения планеты

Участница Битвы экстрасенсов поверила мошеннику

Флот НЛО над Аризоной

В ста километрах от перевала Дятлова, пролетел НЛО

Влияние космических лучей на атмосферу Титана

Внутри древнего саркофага нашли тайный текст

Древнюю книгу заклинаний обнаружили в Турции

Зачем космическому инженеру сотовый

Злой зеленый гном преследовал семью Брок

Испытана технология превращения людских тел в компост

К Земле продолжают лететь астероиды из невидимой черной дыры

Климатические модели Земли помогут найти жизнь на экзопланетах

Корабль-призрак выброшен на берег Ирландии

Коронавирус - биологическое оружие инопланетян

Легендарные великаны Перу

Можно ли перестать видеть ночные кошмары

На побережье Новой Зеландии выбросило тысячи сварившихся моллюсков

Найден способ получения электроэнергии из дождевой воды

Неизвестную форму углерода обнаружили в Челябинском метеорите

Нейросеть для поиска потенциально опасных астероидов

Необычные сигналы поступают из системы GJ 1151

Новые доказательства теплокровности динозавров

Обнародован доклад о поиске внеземной жизни

Паранормальные тайны Пентагона

Потерянное 47 лет назад в США кольцо нашли в финском лесу

Продается усиливающий боязнь призраков гаджет

Протез помог владельцу воспроизводить музыку силой мысли

Рэпер стал исследователем сверхъестественного

Самой актуальной криптовалютой скоро станут консервы

Студентка потерялась и прожила шесть дней в пещере

Тайна летающих камней камней деревни Шивапур

Фантастические романы о вирусах и эпидемиях

Шум в ушах довел миллион британцев до мыслей о самоубийстве

Липомоделирование фигуры 360. Рельеф на животе и бразильские ягодицы

Что такое мини-пластика живота и кому она нужна

Абсурдные мифы о женском теле

Группу НЛО заметили над Великобританией

Европейцы погубили народ острова Пасхи

Живую лягушку нашли внутри болгарского перца

Истории людей, которые выжили в чащебе

Как мы восстановим мир после Апокалипсиса

Мифы и тайны Эрмитажа

Найден доппельгангер Меган Маркл

Опровергнута общепринятая гипотеза о мозге человека

Оранжевый НЛО возле горы Шаста

Пёс съел паспорт хозяйки и таким образом спас ей жизнь

Похищенный инопланетянами военный корабль найден на Марсе

Пять солнц в небе Внутренней Монголии

Создают очки-телескопы

Солдат армии США оснастят очками смешанной реальности

Странные движения газа обнаружили в центре галактики

США - крупнейший в мире шпион

Удивительное оружие будущего

Флот НЛО замечен над Пенсильванией

Что предрекают предсказатели для России и Мира

В Новой Зеландии ищут следы гигантов

В поисках биосигнатур жизни

Видео со съемочной площадки Матрицы-4

Во что верил основатель советской уфологии Феликс Зигель

Восьмилетняя девочка умерла от старости

До взрыва Бетельгейзе остается 5 дней

Инопланетная жизнь может обитать рядом с белыми карликами

Инцидент на перевале Дятлова стал бессмертной теорией заговора

История знает множество упоминаний о контактах с пришельцами

Над угольной шахтой неоднократно видели НЛО

Необычное явление в небе над Белгородом

Новосибирцы обсуждают загадочные следы в небе

Придумано лекарство от влюбленности

Причудливые монстры с побережий Исландии

Раввин, предсказавший коронавирус, рассказал о будущем

Снимок волков, который все понимали неправильно

Собака встречает хозяйку после года в космосе

Спутники системы Starlink мешают астрономам

Странный звуковой эффект пирамиды Кукулькана

Хакеры могут превратить спутники в оружие

Астрономы прочёсывают небо в поисках инопланетной жизни

Бетельгейзе готова взорваться

Вся Галактика летит посмотреть на Апокалипсис

Вход в подземные помещения загадочной базы

Дольменный комплекс нуждается в охране

Жители Брянской области рассказали об НЛО

Зелье ведьмака. Что известно о мутагенности 'целебных' трав

Истребитель из Звездныйх войн посетил Тайвань

Какая сказочная нечисть подходит вам по знаку зодиака

Мистические места для туристов

На берег Мексики выбросило странного угря-дельфина

НАСА обнаружило органику на астероиде Аррокот

НАСА отправит миссию к Ио или Тритону

Настоящая история с призрачными браками

Новые технологии расширяют поиск внеземной жизни

Обнаружили сеть скрытых тоннелей, которые проходят под всей Европой

Подлинная личность Лох-Несского монстра

Предсказание Ванги о глобальной катастрофе 22 февраля

Привидение в комнате своего малыша

Призрачный автостопщик

Пророчество о ждущих Россию в 2020-м важных переменах

Романтическая история о львовском привидении

Сигарообразный НЛО замечен над Флоридой

Снежные рулоны на полях Новой Шотландии

Создатель первого искусственного организма рассказал о рисках

Соленая вода может появляться на Марсе

Трубные звуки над Аляской

Целебные свойства водки оказались преувеличены

Чем опасно большое количество половых партнеров

Шарообразный НЛО пролетел около МКС

Антивирус Avast уличили в продаже персональных данных

Главная угроза человечеству от спутников Starlink и OneWeb

Действительно ли перед смертью нас ждет эйфория

Женщина целый год не пила воды

Жуткий лес Каннок Чейз

Загадочный Рэндлшемский лес

Иону глотал не кит

Исследовали мифы малочисленных народов Ямала и Югры

Исчезнувшую при загадочных обстоятельствах туристку нашли мертвой

Как вирусы бактерий раскрывают секреты эволюции жизни

Компанию Huawei заподозрили в шпионаже за абонентами

Космический стартап финансировался за счет обмана

Луна Сатурна провалила тест на существование жизни

Место космического пилота на крышке гроба майя

Меч в камне это лазерное оружие

Мог ли новый вирус попасть на Землю с метеоритом

Мрачный Жнец - инопланетяне, разносящие чуму

Новый континент обнаружили в Тихом океане

От коронавируса может спастись только треть человечества

Призраки бродят по заброшенному курорту на Бали

Разоблачены пять лунных мифов

Соленая вода периодически появляется на Марсе

Страшный лес Эль Юнке

Существа-химеры из мифов - эксперименты пришельцев

Таинственная Большая чаща

Теотиуакан это огромный компьютер

Треугольный НЛО выплеснул воду из бассейна

Туристы заранее готовились к встрече со своим палачом

Уральские астрономы ищут жизнь на других планетах

Уточнили форму плоского мира на окраинах Солнечной системы

База инопланетян висит над Луной

Бигфута сняли в Огайо

Большой брат бдит. В России разрабатывают сети 5G

Военные США изучают мозги геймеров для создания боевых роботов

Возраст человека научились определять по микробам на коже

Впервые прошли по пути майя в загробный мир

Где водятся инопланетяне

Древний город найден на Меркурии

Загадочное скопление акул-людоедов вблизи общественных пляжей

Загадочный НЛО был снят с борта МКС

Легенда аборигенов о сотворении мира оказалась правдой

Марс пережил три столкновения с зародышами планет

Найдено потерянное звено между жизнью и неживой материей

НАСА намекает, что 15 февраля будет небольшой бум

Нашли ближайший к Земле молодой газовый гигант

Новый тип волн нашли в океане

Огромный корабль найден в кратере на Церере

Реки крови текут по Земле

Самый старый мужчина раскрыл секрет долголетия

Семье пришлось 327 раз звонить в поликлинику для вызова врача

Следы неизвестных видов людей нашли в ДНК жителей Африки

Следы непонятного существа нашли в Дублине

Собственный ИИ получит каждый гаджет

Странное существо напугало водителя

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