211service.com
Mini czarne dziury mogą tworzyć atomy grawitacyjne
Istnieje znacząca różnica między astrofizycznymi czarnymi dziurami a pierwotnymi. Te pierwsze występują, gdy ogromne gwiazdy zapadają się, tworząc obszar przestrzeni, w którym grawitacja jest tak silna, że nic nie może uciec (dlatego są czarne).
I są ogromne. Uważa się, że ten, który znajduje się w centrum naszej galaktyki, jest około 4 miliony razy masywniejszy niż Słońce.
Z kolei pierwotne czarne dziury są malutkie, a ich masy mierzone są w tonach. Astrofizycy uważają, że te obiekty musiały powstać w wielkiej liczbie podczas Wielkiego Wybuchu. Uważają również, że pierwotne czarne dziury powoli odparowują, ostatecznie znikając w kłębach potężnych promieni gamma.
Jednak nikt ostatecznie nie widział śmierci pierwotnej czarnej dziury, pozostawiając otwartą możliwość, że dzieje się coś innego.
Tak więc dzisiaj Pace VanDevender z Sandia National Labs i Aaron VanDevender przedstawili alternatywny pomysł. Być może pierwotne czarne dziury nie wyparowują. Zamiast tego obiekty te oddziałują z pobliskimi cząsteczkami, tworząc grawitacyjny odpowiednik atomów.
To ciekawy pomysł (i na pewno nie bardziej szalony niż zwykle uważa kosmolog). Normalnie grawitacja jest tak słaba, że można ją skutecznie zignorować w skali atomów. Ale tak nie jest w przypadku mini czarnych dziur, które powinny generować siły zdolne do uwięzienia atomów na orbicie wokół nich.
To natychmiast budzi ogromny strach związany z czarnymi dziurami: że pochłaniają one całą materię na swojej drodze, jednocześnie szybko stając się potworami zjadającymi planety. Czy te małe czarne dziury nie wciągną po prostu w niepamięć pobliskich atomów?
VanDevenders twierdzą, że jest to mało prawdopodobne. I robią całkiem przekonujący cios, wyjaśniając dlaczego. Ich argumentacja jest podobna do tej, którą Planck i inni wykorzystali do opracowania teorii atomu na początku ubiegłego wieku.
Problem polegał wówczas na tym, że w klasycznych teoriach elektron krążący wokół atomu powinien poruszać się spiralnie w jądrze. Więc teoretycznie atomy nie powinny istnieć.
Nowa teoria mechaniki kwantowej rozwiązała ten problem, wprowadzając ideę kwantyzacji, w której prawdopodobieństwo wchłonięcia elektronu przez jądro nie jest niemożliwe, ale znikome.
VanDevenders twierdzą, że podobna sytuacja powinna istnieć w przypadku pierwotnych czarnych dziur, pod warunkiem, że są one wystarczająco małe. Obiekty te muszą mieć wystarczająco silne pole grawitacyjne, aby przyciągać obiekty, takie jak neutralne atomy, na orbitę wokół nich. Ale muszą też mieć tak mały promień, że szanse na to, że orbitujący atom napotka czarną dziurę, są znikome.
VanDevenders twierdzą, że powinno to dotyczyć czarnych dziur o masie znacznie mniejszej niż kilkaset miliardów kilogramów. Następnie szczegółowo przeanalizują niektóre właściwości tych atomów grawitacyjnych.
Na przykład niektóre czarne dziury będą tak małe, że energia cieplna pobliskich cząstek z łatwością pokona przyciąganie grawitacyjne. Te czarne dziury rozpraszają materię, ale nie mogą związać jej w muszle. Najwyraźniej czarne dziury, które mogą powstać w eksperymentach takich jak LHC, należą do tej kategorii.
Jednak większe mini czarne dziury o masie od około 10 do 1000 ton mogą zatrzymywać neutralne atomy, dlatego powinny być otoczone powłokami atomów, takich jak krzem lub żelazo.
Obiekty te powinny być wykrywalne, gdy uderzają w Ziemię. VanDevenders obliczyli, że taki grawitacyjny atom zostałby pozbawiony swoich orbitujących atomów podczas przechodzenia przez Ziemię, tworząc emisje o częstotliwości radiowej.
Dlatego, jak twierdzą, poszukiwanie sygnałów elektromagnetycznych z równoważnych grawitacyjnie atomów powinno koncentrować się na szybko poruszających się, niezidentyfikowanych źródłach częstotliwości radiowych w przestrzeni otaczającej Ziemię.
To jest coś, czego moglibyśmy teraz szukać ze względną łatwością. Mogą nawet istnieć istniejące dane, które mogą ograniczać możliwość istnienia atomów grawitacyjnych.
Pewnie warto, żeby ktoś rzucił okiem.
Nr ref.: arxiv.org/abs/1105.0265 : Struktura i absorpcja masy hipotetycznych ziemskich czarnych dziur
Możesz teraz śledzić blog Fizyki arXiv na Świergot