Гравитационные волны резко ограничили число первичных черных дыр
Крупнейший анализ данных гравитационных волн помог поставить под сомнение одну из самых необычных гипотез космологии. Выяснилось, что первичные черные дыры почти наверняка не могут составлять значительную часть темной материи. Это важно, поскольку они десятилетиями считались одними из наиболее необычных и при этом проверяемых кандидатов на роль невидимой массы Вселенной.
Гравитационные волны (гравиволны) позволяют наблюдать столкновения черных дыр (ЧД) по всему космосу. Правда, некоторые из этих объектов оказались необычными: слишком массивными или, наоборот, легкими для привычных сценариев звездной эволюции. Отсюда родилась идея о том, что часть обнаруженных ЧД могла появиться не после гибели звезд, а еще в первые мгновения после Большого взрыва. Такие гипотетические объекты называют первичными черными дырами.
Суть в том, что если они действительно существуют в больших количествах, то могли бы объяснить хотя бы часть темной материи — таинственной субстанции, составляющей примерно 85 процентов всей материи во Вселенной.
Теперь, проанализировав данные первой части четвертого сеанса наблюдений детекторов LIGO, VIRGO и KAGRA (O4a), во время которого зарегистрировали 85 сигналов слияний компактных объектов, астрономы попытались выяснить, можно ли объяснить часть столкновений существованием первичных черных дыр.
Для этого исследователи построили несколько моделей. В одной из них предполагалось, что все обнаруженные события имеют обычное происхождение и возникают при слиянии черных дыр, сформировавшихся после взрывов массивных звезд. В другой модели допускалось, что некоторые события связаны с первичными черными дырами. Наконец, был смешанный сценарий, где обе популяции существуют одновременно.
Главным инструментом научной работы стали сами гравитационные волны: если первичные ЧД распространены во Вселенной, то должны регулярно сталкиваться друг с другом, порождая сигналы гравиволн. Более того, множество далеких и слабых слияний должно формировать своеобразный гравитационно-волновой фон — аналог космического гула, заполняющего пространство.
Отсутствие такого избытка сигналов стало главным результатом исследования. Расчеты показали, что первичные черные дыры массой примерно от 0,6 до 100 масс Солнца могут составлять лишь очень малую долю темной материи. На сегодня это самые жесткие ограничения для подобных объектов.
Авторы научной работы, опубликованной на сервере препринтов Корнеллского университета, изучили также возможность существования сверхлегких первичных черных дыр — объектов в тысячи раз легче Солнца. Заметить их напрямую практически невозможно, но они могли бы образовывать двойные системы внутри Млечного Пути. Хотя современные детекторы пока недостаточно чувствительны, чтобы уверенно находить такие сигналы, будущие наблюдения, по мнению ученых, смогут проверить и этот сценарий.
Таким образом, результаты нового исследования накладывают существенные ограничения на количество первичных черных дыр. Если они и существуют, то их либо очень мало, либо они находятся в диапазонах масс, которые детекторы пока почти не фиксируют.
Для космологии это важно: каждая подобная работа помогает ученым постепенно исключать возможные варианты природы темной материи. Правда, ни одна из множества современных гипотез так и не дала убедительных подтверждений. Подробнее о проблеме Naked Science рассказывал здесь.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии