Seuraa 
Viestejä45973

Helsingin Sanomissa oli tänään juttu suurimmasta havaitusta mustasta aukosta. Sen massa on 17 miljardia kertaa auringon massa. Sen läpimitta (ilmeisesti tarkoittaa tapahtumahorisontin läpimittaa) on 11 kertaa suurempi kuin Neptunus-planeetan kiertorata.

Tästä juolahti mieleeni, miten pimeä aine käyttäytyy mustan aukon läheisyydessä. Nykyisen käsityksen mukaan se vuorovaikuttaa tavallisen aineen kanssa ainoastaan gravitaation välityksellä. Musta aukko vetänee sitä puoleensa kuten tavallistakin ainetta. Kun pimeä aine lähestyy tapahtumahorisonttia, sen nopeus lähestyy valon nopeutta. Tavallinen aine alkaa tällöin luovuttamaan liike-energiaansa (tai potentiaalienergiaansa) mm. säteilemällä synkrotronisäteilyä. Potentiaalienergian vähentyessä se lähestyy mustaa aukkoa kiertymäkiekossa ja häviää sitten näkyvistä tapahtumahorisontissa.

Pimeä aine ei ainakaan vähennä liike-energiaansa tai potentiaalienergiaansa sähkömagneettisellä säteilyllä. Siten voisi olettaa, että sen nopeus kiihtyy yli valon nopeuden tapahtumahorisontissa, se kiertää mustan aukon (niin kuin komeetta auringon) ja jatkaa sitten matkaansa hidastuen pois päin mustasta aukosta.

Tai sitten sillä on jokin muu tapa muuntaa liike-energia (tai potentiaalienergia) toiseksi energiamuodoksi ja se syöksyy mustaan aukkoon niin kuin tavallinenkin aine.

Onko edellä mainituista asioista olemassa mitään selväkielistä teoriaa? Omani on vain arvailua.

Kommentit (7)

amandrai
Seuraa 
Viestejä205
tuulie

Tästä juolahti mieleeni, miten pimeä aine käyttäytyy mustan aukon läheisyydessä. Nykyisen käsityksen mukaan se vuorovaikuttaa tavallisen aineen kanssa ainoastaan gravitaation välityksellä. Musta aukko vetänee sitä puoleensa kuten tavallistakin ainetta. Kun pimeä aine lähestyy tapahtumahorisonttia, sen nopeus lähestyy valon nopeutta. Tavallinen aine alkaa tällöin luovuttamaan liike-energiaansa (tai potentiaalienergiaansa) mm. säteilemällä synkrotronisäteilyä. Potentiaalienergian vähentyessä se lähestyy mustaa aukkoa kiertymäkiekossa ja häviää sitten näkyvistä tapahtumahorisontissa.



Nyt sulla menee ajatukset vähän ristiin tässä. Itseasiassa jos pudotan protonin mustaan aukkoon suoraan, se ei edes suhteellisuusteorian mukaan säteile. Tämä johtuu siitä että painovoima ei ole oikea voima, eikä putoavat hiukkaset ole oikeasti kiihtyvässä liikkeessä. Protoni kyydissä oleva pieni tähtitieteilijä näkee protonin tippuvan nätisti mustaan aukkoon, eikä mitään kummallista tapahdu tapahtumahorisonttia ylitettäessä.

Tavallisen aineen säteily on tärkeää siitä syystä, että sen ansiosta mustaa aukkoa elliptisellä radalla kiertävä hiukkanen menettää energiaa, ja lopulta tippuu mustaan aukkoon. Samanlaista energiahäviötä ei tapahdu pimeällä aineella, joten mustaa aukkoa kiertävät pimeän aineen hiukkaset eivät (mikäli oletetaan ettei ne vuorovaikuta lainkaan gravitaatiota lukuunottamatta) putoa sisään mikäli niiden kiertorata ei kulje tapahtumahorisontin läpi.

Samanlaista energiahäviötä ei tapahdu pimeällä aineella, joten mustaa aukkoa kiertävät pimeän aineen hiukkaset eivät (mikäli oletetaan ettei ne vuorovaikuta lainkaan gravitaatiota lukuunottamatta) putoa sisään mikäli niiden kiertorata ei kulje tapahtumahorisontin läpi.



Tässä hesarin jutussa tapahtumahorisontti oli tosi kaukana ja juuri siitä tuli mieleeni pimeä aine, jonka rata kulkee tapahtumahorisintin läpi. Jos mitään energiahäviötä ei tapahdu, putkahtaa pimeä aine myöhemmin takaisin tapahtumahorisontin ulkopuolelle ja jatkaa ikuista kiertoaan. Vai putkahtaako? Pimeän aineen nopeus kasvaa myös yli nykyisten teoreettisen maksimien = valon nopeus.

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
Neutroni
Seuraa 
Viestejä32012
tuulie
Tässä hesarin jutussa tapahtumahorisontti oli tosi kaukana ja juuri siitä tuli mieleeni pimeä aine, jonka rata kulkee tapahtumahorisintin läpi. Jos mitään energiahäviötä ei tapahdu, putkahtaa pimeä aine myöhemmin takaisin tapahtumahorisontin ulkopuolelle ja jatkaa ikuista kiertoaan. Vai putkahtaako? Pimeän aineen nopeus kasvaa myös yli nykyisten teoreettisen maksimien = valon nopeus.




Ei putkahda eikä se liiku valoa nopeammin. Tuollaisia mielettömiä tuloksia voi saada, jos soveltaa klassista mekaniikkaa mustiin aukkoihin, mutta oikeasti klassinen fysiikka ei päde mustien aukkojen ympäristössä, vaan on käytettävä yleistä suhteellisuusteoriaa. Se antaa ihan selkeät ennusteet, joiden mukaan kaikki mikä menee tapahtumahorisontin sisään jää sille tielleen. Ja myös, että mikään massallinen ei koskaan liiku valon nopeudella, ei edes mustassa aukossa.

Toisin kuin normaali aine, pimeä aine on hyvin harvana kaasuna laajalla alueella, joten sitä tuskin putoaa erityisen suuria määriä mustiin aukkoihin. Kuten joku jo sanoi, se ei voi menettää energiaa samoin kuin normaali aine, joten sen pitää tosiaan läpäistä tapahtumahorisontti jäädäkseen aukkoon, joka on kosmisessa mittakaavassa hyvin pieni.

Ei putkahda eikä se liiku valoa nopeammin. Tuollaisia mielettömiä tuloksia voi saada, jos soveltaa klassista mekaniikkaa mustiin aukkoihin, mutta oikeasti klassinen fysiikka ei päde mustien aukkojen ympäristössä, vaan on käytettävä yleistä suhteellisuusteoriaa. Se antaa ihan selkeät ennusteet, joiden mukaan kaikki mikä menee tapahtumahorisontin sisään jää sille tielleen. Ja myös, että mikään massallinen ei koskaan liiku valon nopeudella, ei edes mustassa aukossa.

Toisin kuin normaali aine, pimeä aine on hyvin harvana kaasuna laajalla alueella, joten sitä tuskin putoaa erityisen suuria määriä mustiin aukkoihin. Kuten joku jo sanoi, se ei voi menettää energiaa samoin kuin normaali aine, joten sen pitää tosiaan läpäistä tapahtumahorisontti jäädäkseen aukkoon, joka on kosmisessa mittakaavassa hyvin pieni.




Kiitos selvennyksestä!

Ajan hidastuminen suunnattomassa gravitaatiokentässä ja lähestyttäessä valon nopeutta pitävät nopeuden alle valon nopeuden. Kun sitten pimeä aine lävistää tapahtumahorisontin, mustan aukon gravitaatio pitää huolen siitä, ettei sieltä pääse pois (pakonopeus on suurempi kuin valon nopeus). Eroksi tavalliseen aineeseen jää lähinnä tuo kiertymäkiekon puuttuminen.

Olenko nyt ymmärtänyt suurin piirtein oikein?

Käyttäjä16877
Seuraa 
Viestejä2

Mistä ihmeestä sinä tiedät voiko pimeä aine matkata valoa nopeammin? Kun kerta niin luotatte siihen suhteellisuusteoriaan, niin kerro mulle mistä musta-aukko on tehty? Pimeä aine voisi olla varsin loistava kandidaatti sen rakennusaineeksi, ja voisi täten kulkea valoa nopeammin, tehden siitä myös vaikeasti havaittavan. Mielestäni läpimurto pimeän aineen kanssa tullaan tekemään lähivuosina cernissä.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä32012

Käyttäjä16877 kirjoitti:
Mistä ihmeestä sinä tiedät voiko pimeä aine matkata valoa nopeammin?

Se on tunnettujuen luonnonlakien ennuste. Jos pimeä aine noudattaa jotain muita lakeja, sitten se kenties voi poiketa ennusteesta, mutta mikään havainto ei viittaa siihen ja siksi luonnonlait ovat hyvä peruslähtökohta.

Lainaus:
Kun kerta niin luotatte siihen suhteellisuusteoriaan, niin kerro mulle mistä musta-aukko on tehty?

Suhteellisuusteoria tai muut tunnettu teoriat eivät ennusta sitä.

Lainaus:
Pimeä aine voisi olla varsin loistava kandidaatti sen rakennusaineeksi, ja voisi täten kulkea valoa nopeammin, tehden siitä myös vaikeasti havaittavan. Mielestäni läpimurto pimeän aineen kanssa tullaan tekemään lähivuosina cernissä.

Se ei ole vähimmässäkään määrin mielipideasia, mitä Cernissä löydetään.

Jotenkin epäilen, ettei sinulla ole minkäänlaista teoriaa, josta voisi johtaa ennusteita havaittaville asioille. Niin kauan sinä et ole edes väärässä ja silloin ei kannata muodostaa mielipiteitä.

Tokilogi
Seuraa 
Viestejä2274

Käyttäjä16877 kirjoitti:
Mistä ihmeestä sinä tiedät voiko pimeä aine matkata valoa nopeammin? Kun kerta niin luotatte siihen suhteellisuusteoriaan, niin kerro mulle mistä musta-aukko on tehty? Pimeä aine voisi olla varsin loistava kandidaatti sen rakennusaineeksi, ja voisi täten kulkea valoa nopeammin, tehden siitä myös vaikeasti havaittavan.

Jos pimeä aine kulkisi valoa nopeammin, mikä sen kiihdyttäisi ja mikä estäisi valoa nopeampia hiukkasia poistumasta aukosta?

"J1342+0928 sen sijaan loisti kirkkaana jo 690 miljoonaa vuotta alkuräjähdyksen jälkeen, mutta silti siinä piilee musta aukko, joka on tutkijoiden laskelmien mukaan massaltaan 800 miljoonaa kertaa Auringon kokoinen.

J1342+0928:n löytyminen vuonna 2017 onkin saanut tähtitieteilijöiden pasmat pahasti sekaisin. Teoriaan, jolla ensimmäisten supermassiivisten mustien aukkojen synty on selitetty, ei nimittäin mahdu mustaa aukkoa, joka on kasvanut niin suureksi niin nopeasti."

https://tieku.fi/maailmankaikkeus/mustat-aukot/universumin-vanhin-musta-...

Alkuräjähdyksen jälkeen pimeä ainekin oli tiiviimmässä tilassa, joten luulisi että suuri osa mustien aukkojen massasta on pimeää ainetta.

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Uusimmat

Suosituimmat