211service.com
Minisvarta hål kan bilda gravitationsatomer
Det finns en betydande skillnad mellan astrofysiska svarta hål och primordiala. De förstnämnda uppstår när enorma stjärnor kollapsar för att skapa ett område i rymden där gravitationen är så stark att ingenting kan undkomma (det är därför de är svarta).
Och de är enorma. Den som sitter i mitten av vår galax tros vara cirka 4 miljoner gånger mer massiv än solen.
Däremot är ursvarta hål små, med massor mätt i ton. Astrofysiker tror att dessa föremål måste ha bildats i stort antal under Big Bang. De tror också att de ursprungliga svarta hålen sakta avdunstar och slutligen försvinner i en puff av kraftfulla gammastrålar.
Men ingen har definitivt sett döden av ett ursvart hål, vilket lämnar möjligheten öppen för att något annat kan vara på gång.
Så idag lade Pace VanDevender på Sandia National Labs och Aaron VanDevender fram en alternativ idé. Kanske förångar inte ursprungliga svarta hål. Istället interagerar dessa objekt med närliggande partiklar för att bilda gravitationsmotsvarigheten till atomer.
Det är en intressant idé (och absolut inte galnare än vad kosmologer brukar tänka på). Normalt är gravitationen så svag att den effektivt kan ignoreras i atomernas skala. Men det är inte fallet för minisvarta hål, som borde generera krafter som kan fånga atomer i omloppsbana runt dem.
Det väcker omedelbart den stora rädslan som är förknippad med svarta hål: att de konsumerar all materia på deras väg samtidigt som de snabbt växer till planetätande monster. Kommer inte dessa svarta minihål helt enkelt att suga in några närliggande atomer i glömska?
VanDevenders säger att detta är osannolikt. Och de gör ett ganska övertygande hugg när de förklarar varför. Deras argument liknar det som Planck och andra använde för att utveckla teorin om atomen tidigt under förra seklet.
Problemet var då att i klassiska teorier borde en elektron som kretsar kring en atom spiralera in i kärnan. Så i teorin borde atomer inte existera.
Den nya teorin om kvantmekanik löste detta genom att introducera idén om kvantisering där sannolikheten för att elektronen absorberas av kärnan inte är omöjlig utan försvinnande liten.
VanDevenders säger att en liknande situation borde finnas för ursprungliga svarta hål, förutsatt att de är tillräckligt små. Dessa föremål måste ha ett gravitationsfält som är tillräckligt kraftfullt för att attrahera föremål som neutrala atomer i omloppsbana runt dem. Men de måste också ha en radie som är så liten att chansen att den kretsande atomen möter det svarta hålet är försvinnande liten.
VanDevenders säger att detta borde vara sant för svarta hål med en massa som är betydligt mindre än några hundra miljarder kilo. Och de fortsätter med att ge en detaljerad studie av några av egenskaperna hos dessa gravitationsatomer.
Till exempel kommer vissa svarta hål att vara så små att den termiska energin från närliggande partiklar lätt kommer att övervinna gravitationsattraktionen. Dessa svarta hål kommer att sprida materia men kan inte binda den till skal. Tydligen faller de svarta hålen som kan bildas i experiment som LHC i denna kategori.
Större svarta minihål på cirka 10 till 1000 ton kan dock fånga in neutrala atomer och bör därför omges av skal av atomer som kisel eller järn.
Dessa föremål borde kunna upptäckas när de träffar jorden. VanDevenders beräknar att en sådan gravitationsatom skulle berövas sina kretsande atomer när den passerade genom jorden och skapa radiofrekventa utsläpp.
Därför bör en sökning efter elektromagnetiska signaler från gravitationslikvärdiga atomer fokusera på snabbrörliga, oidentifierade rf-källor i rymden som omger jorden, säger de.
Det är något vi kan leta efter nu med relativ lätthet. Det kan till och med finnas befintliga data som kan sätta gränser för möjligheten att gravitationsatomer existerar.
Förmodligen värt att någon tar en titt.
Ref: arxiv.org/abs/1105.0265 : Struktur och massabsorption av hypotetiska terrestra svarta hål
Du kan nu följa Physics arXiv Blog på Twitter