암흑 물질 블랙홀이있을 수 있습니까?


16

암흑 물질이 압축되어 블랙홀을 형성 할 수 있습니까? 암흑 물질은 일반 물질보다 훨씬 풍부하기 때문에 암흑 물질 블랙홀은 드물지 않아야합니다.


관심이 있다면 질문에 대한 또 다른 설명은 은하의 중심에 거대한 검은 구멍을 형성하는 암흑 물질의 가능성에 영향을 미치지는 않지만 꽤 멋지다고 생각합니다. curious.astro.cornell.edu/the-universe/90-the-universe/...
userLTK

1
암흑 물질 블랙홀 이라는 용어 는 의미가 없습니다. 제 답변도 참조하십시오.
Walter

1
블랙홀이되면 문제가되지 않습니다.
Florin Andrei

답변:


22

암흑 물질로 블랙홀을 형성하려는 문제는 암흑 물질이 중력이 아닌 정상적인 물질 자체와 약하게 상호 작용할 수 있다는 것입니다.

문제가됩니다. 블랙홀을 형성하기에 충분한 암흑 물질이 농축되도록하려면 내부 운동 에너지를 같은 양만큼 증가 시키지 않으면 서 (음의) 중력 결합 에너지 증가시켜야합니다. 이를 위해서는 암흑 물질과 정상 물질 (또는 그 자체) 사이에 일종의 소산 상호 작용이 필요합니다.

다음 시나리오에서는이를 분명히해야합니다. 우리가 중력에 의해 또 다른 암흑 물질 덩어리를 끌어들이는 암흑 물질 덩어리가 있다고 가정하자. 두 사람이 서로 접근함에 따라 운동 에너지를 가속화하고 얻습니다. 얻을 수있는 운동 에너지는 소산 과정이 발생 하지 않는 한 시작한 것과 비슷한 정도로 분리하기에 충분할 것 입니다.

예를 들어 암흑 물질이 약한 입자 (WIMP)와 상호 작용한다고 가정합니다. WIMP는 별의 중심을 향해 중력으로 그려집니다. 약한 상호 작용이 충분히 자주 발생 하면 상대방을 쏘거나 쏘지 않고 별에 쌓이는 것이 가능할 있습니다.

짙은 중성자 별이 뿌려지는 은하의 중심 근처에 블랙홀이 이와 같이 만들어 질 수 있다는 가설이 있습니다. 중성자 별 물질의 밀도와 은하 중심 근처의 암흑 물질의 강화 된 밀도와 결합 하여 중성자 별에 암흑 물질이 축적되어 블랙홀이 형성 될 수 있습니다.

블랙홀이 형성되면 이벤트 수평선에 들어오는 암흑 물질은 프로세스에서 어떤 운동 에너지를 얻든 상관없이 나타날 수 없습니다. 그러나 여전히 문제가 있습니다. 블랙홀 주위의 궤도에있는 재료는 궤도에 가까울수록 각도 운동량 이 적습니다 . 사건 지평 안으로 들어가려면 암흑 물질이 각 운동량을 잃어야합니다. 정상적인 물질은 점성 토크에 의해 각 운동량을 바깥쪽으로 운반 할 수있는 부착 디스크를 통해 이루어 지므로 물질이 정확 해집니다. 암흑 물질의 점도는 거의 0이므로 이것이 일어날 수 없습니다.

따라서 작은 종자에서 초 거대 블랙홀을 만드는 것은 어려울 수 있지만 중성자 별에서 작은 블랙홀을 만드는 것이 더 쉬울 수 있습니다. 우리 은하 중심을 향한 펄서의 상대적 부족 이이 과정으로 인한 것일 수 있다고 제안되었다 .


궁금합니다. 나는 암흑 물질에 대해 충분히 알지 못할 수도 있습니다. 우리는 그것이 중력을 제외하고는 보통의 물질과 상호 작용하지 않으며, 보통의 물질보다 은하와 더 많이 관련되어있는 것으로 보인다. 우리는 그것에 대해 다른 것을 알고 있습니까? 그것은 분산 메커니즘을 잘 가지고 있습니다. 화학과 유사 할 수도 있습니다.
Aabaakawad

1
암흑 물질이 우연히 집중되어 블랙 홀드 (black hold)를 형성하더라도, 당신은 여전히 ​​이벤트 지평을지나 가면서 규칙적인 오래된 수소 원자 등을 가지고있을 것입니다. 나는 암흑과 정상 물질이 혼합 된 하이브리드 구멍이 가장 일반적인 형태라고 생각합니다.
Wayfaring Stranger

2
@Aabaakawad 우리는 실제로 암흑 물질 (또는 암흑 에너지)에 대해 전혀 모른다. 암흑 물질 사이에 거의 독점적으로 중력이 아닌 물리학 인 "암흑 부문"이 있다는 제안이 있습니다. 시뮬레이션은 어두운 섹터없이 다양한 수준의 성공을 거두었으므로 섹터의 존재는보다 정확한 시뮬레이션으로 이어질 수 있는지를 제안합니다. 제로가 아닌 상호 작용 단면 ( "어두운 상호 작용")은 어둡습니다. 관찰 할 수없는 방식으로 중력 에너지를 방출하는 방법.
zibadawa timmy

@zibadawatimmy, 내 대답 내 각주 인용을 참조하십시오.
Aabaakawad

9

Rob Jeffries가 지적한 바와 같이, 암흑 물질 (DM)로부터 블랙홀 (BH)을 형성 하는 것은 불가능합니다 ( 암흑 물질이 모든 탐지를 회피하는 에너지를 잃을 수있는 [가설적인] 상호 작용이 없다면 ). 기존 BH에 DM을 첨가하는 것은 여전히 ​​가능하지 않지만 (DM은 가스만큼 쉽게 초과 에너지와 각 운동량을 잃을 수 없기 때문에) 불가능하지 않으며 은하 중심의 초소형 BH (SMBH)에 축적 된 적은 양의 물질이 어두울 수 있습니다.

그러나 일단 BH에 물질이 들어 오면 그 기원 (암흑 물질 또는 중음)에 대한 정보가 손실됩니다. 따라서, 이 이야기에 아무 의미도하지 않습니다 암흑 물질이 블랙홀 : 블랙홀들이 대량 스핀 및 충전 (이상 재산이없는 노 헤어 정리 ).

이 특성은 원시 블랙홀 이 암흑 물질의 후보 물질로 흥미롭게 만듭니다 . 왜냐하면 이들이 바리 닉 물질의 양에 대한 제약 조건 (예 : 빅뱅 핵 합성 ) 을 위반하지 않기 때문입니다 . 그러나 AFAIK의 기본 블랙홀은 DM 후보로 선호되지 않습니다 (이 답변의 범위를 벗어난 이유로).


1
DM은 은하의 중앙 흑 광의 성장에 많은 기여를합니까?
questionhang

@questionhang 내가 ' 은하계의 초소형 BH (SMBH)에 들어간 소량의 물질은 어두울 것 같다 '고 말했듯이 , 1 % 이상이 훨씬 더 적 으면 놀랄 것입니다.
Walter

왜? dm은 남작보다 더 어려워 질 수 있습니까?
questionhang

1
@questionhang 내가 말했듯이 ' DM은 가스만큼 쉽게 과도한 에너지와 각 운동량을 잃을 수 없기 때문에 '. 중력 적 상호 작용을 통해서만 잃을 수는 있지만 매우 비효율적입니다.
Walter

@Walter, 내 답변 내 각주 인용을 참조하십시오.
Aabaakawad

5

블랙홀은 질량이 너무 집중되어 중력이 빛을 포함하여 아무것도 배출하지 않는 결과입니다. 암흑 물질에 대해 우리가 아는 유일한 것은 질량이 있으며 중력을 통해서만 일반 물질과 상호 작용하는 입니다. 우리는 암흑 물질의 물리학을 전혀 알지 못하기 때문에 어떤 프로세스가 암흑 물질을 형성하기에 충분하게 암흑 물질을 집중시킬 수 있는지 말할 수는 없지만 이론적으로 암흑 물질, 또는 평범한 물질과 암흑 물질 모두에서 블랙홀이 형성 될 수 있습니다 문제. 일부 이론가들 [ 각주 ]조차도 그것이 엄청나게 큰 블랙홀이라고 생각합니다.

각주 : Princeton University의 Jeremiah P. Ostriker, Collisional Dark Matter 및 Massive Black Holes의 기원 , Columbia University의 Zoltán Haiman , 최초의 Massive Black Holes의 형성 . Ostriker의 주요 논문을 인용하여 2011 년부터 현재까지이 논문들 도 흥미 롭습니다 .


1
@Aabaakaward "일부 이론가"의 이름을 몇 개 줄 수 있습니까?
questionhang

@questionhang, 프린스턴 대학의 제레미아 P 오 스트리커는 참조 arxiv.org/pdf/astro-ph/9912548.pdf을 (2000), 컬럼비아 대학의 졸탄 하이만은 참조 arxiv.org/pdf/1203.6075.pdf을 , (2012) 등 흥미, Ostriker의 독창적 인 논문을 인용 해 2011 년 지금이 논문,,, _see scholar.google.com/...
Aabaakawad

이것은 흥미로운 자료입니다. 분명히, 자기 상호 작용에 대한 관찰 한계는 아직 이것을 배제하기에 충분히 낮지 않습니다.
Rob Jeffries

충돌 또는 자기 상호 작용하는 암흑 물질에 대한이 모든 아이디어는 단지 빨간 청어입니다. 중력을 넘어서 약하게 상호 작용하는 모든 냉암 물질 (CDM)이 모든 데이터 소파와 잘 일치 한 후에이 가정을 설득 할만한 이유는 없습니다. 장력이있을 수있는 경우, 예측 (CDM 기반)은 그다지 강력하지 않고 종종 해상도가 불충분 한 수치 시뮬레이션에 의존합니다. 물론 지금까지 CDM에 대한 직접적 (또는 간접적) 탐지는 없지만 WIMP (또는 예상보다 훨씬 낮은 단면적)로 만들어진 것이 아니라는 것을 의미합니다.
Walter
당사 사이트를 사용함과 동시에 당사의 쿠키 정책개인정보 보호정책을 읽고 이해하였음을 인정하는 것으로 간주합니다.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.