211service.com
Mini černé díry by mohly tvořit gravitační atomy
Mezi astrofyzikálními černými dírami a primordiálními je významný rozdíl. První nastávají, když se obrovské hvězdy zhroutí, aby vytvořily oblast prostoru, ve které je gravitace tak silná, že nic nemůže uniknout (proto jsou černé).
A jsou obrovské. Předpokládá se, že ten, který se nachází ve středu naší galaxie, je asi 4 milionkrát hmotnější než Slunce.
Naproti tomu primordiální černé díry jsou malé a jejich hmotnosti se měří v tunách. Astrofyzici se domnívají, že tyto objekty se musely vytvořit ve velkém množství během velkého třesku. Také si myslí, že prvotní černé díry se pomalu vypařují a nakonec mizí v oblaku silného gama záření.
Nikdo však přesvědčivě neviděl smrt primordiální černé díry, což ponechává otevřenou možnost, že se může stát něco jiného.
Takže dnes Pace VanDevender v Sandia National Labs a Aaron VanDevender předložili alternativní nápad. Možná se prvotní černé díry nevypaří. Místo toho tyto objekty interagují s okolními částicemi a vytvářejí gravitační ekvivalent atomů.
To je zajímavá myšlenka (a rozhodně ne bláznivější, než obvykle kosmologové uvažují). Normálně je gravitace tak slabá, že ji lze v měřítku atomů efektivně ignorovat. Ale to není případ mini černých děr, které by měly generovat síly schopné zachytit atomy na oběžnou dráhu kolem nich.
To okamžitě vyvolává velký strach spojený s černými dírami: že spotřebovávají veškerou hmotu, která jim stojí v cestě, a zároveň rychle rostou v planetožravá monstra. Neodsají tyto mini černé díry všechny blízké atomy do zapomnění?
VanDevenders tvrdí, že je to nepravděpodobné. A docela přesvědčivě vysvětlují proč. Jejich argument je podobný argumentu, který Planck a další použili k rozvoji teorie atomu na počátku minulého století.
Problém pak byl v tom, že v klasických teoriích by se elektron obíhající kolem atomu měl spirálovitě dostat do jádra. Takže teoreticky by atomy neměly existovat.
Nová teorie kvantové mechaniky to vyřešila tím, že zavedla myšlenku kvantování, ve které pravděpodobnost pohlcení elektronu jádrem není nemožná, ale mizející malá.
VanDevenderové říkají, že podobná situace by měla existovat u primordiálních černých děr, za předpokladu, že jsou dostatečně malé. Tyto objekty musí mít dostatečně silné gravitační pole, aby přitahovalo objekty, jako jsou neutrální atomy, na oběžnou dráhu kolem nich. Ale musí mít také poloměr, který je tak malý, že šance, že se atom obíhající na oběžné dráze setká s černou dírou, je mizivě malý.
VanDevenders říkají, že by to mělo platit pro černé díry s hmotností výrazně menší než několik set miliard kilogramů. A pokračují v podrobné studii některých vlastností těchto gravitačních atomů.
Například některé černé díry budou tak malé, že tepelná energie okolních částic snadno překoná gravitační přitažlivost. Tyto černé díry rozptýlí hmotu, ale nemohou ji vázat do skořápek. Do této kategorie zjevně spadají černé díry, které by mohly vzniknout při experimentech, jako je LHC.
Větší mini černé díry o hmotnosti asi 10 až 1000 tun však mohou zachytit neutrální atomy, a proto by měly být obklopeny obaly atomů, jako je křemík nebo železo.
Tyto objekty by měly být zjistitelné při dopadu na Zemi. VanDevenders vypočítali, že takový gravitační atom by byl zbaven svých obíhajících atomů, když by procházel Zemí, čímž by se vytvořily radiofrekvenční emise.
Proto by se hledání elektromagnetických signálů z gravitačních ekvivalentních atomů mělo zaměřit na rychle se pohybující, neidentifikované vysokofrekvenční zdroje v prostoru kolem Země, říkají.
To je něco, co bychom nyní mohli relativně snadno hledat. Mohou dokonce existovat existující údaje, které by mohly omezit možnost existence gravitačních atomů.
Asi stojí za to, aby se někdo podíval.
Ref: arxiv.org/abs/1105.0265 : Struktura a hmotnostní absorpce hypotetických pozemských černých děr
Nyní můžete sledovat blog Physics arXiv na Cvrlikání