Форум Новости Космонавтики

А что, если скрытая масса Вселенной сосредоточена не в "тёмной материи", а в гипермассивных чёрных дырах?
Чёрная дыра - сгусток материи, имеющий условную сферу Швацшильда, из-под которой не может просочиться информация (материя, свет), так как её не выпустит гравитация.
Теория чёрных дыр основана на явлении коллапса звёзд на последней стадии эволюции. Если масса звезды достаточна, то она, сжимаясь, проходит ломку гравитационными силами атомных ядер, обращает протоны и электроны в нейтроны, ломает нейтроны на кварки, и коллапсирует в чёрную дыру. Мы привыкли и знаем, что в такой чёрной дыре плотность материи неимоверно велика, и что чёрная дыра засасывает материю, от пыли до звёзд. И что будет дальше?
А дальше масса ЧД будет расти, и её радиус будет расти пропорционально массе, а плотность - уменьшаться. Чёрные дыры могут быть сверхмассивными - в десятки тысяч масс Солнцу, и в последнее время такие объекты по косвенным признакам обнаружены. Что происходит внутри такого объекта? Навряд ли он однороден, скорее, там есть плотное ядро и значительно менее плотное пространство до сферы Шварцшильда, возможно, вакуум. В этом пространстве вокруг ядра вполне могут вращаться по орбитам твёрдые тела.
Но что, если чёрная дыра станет гипермассивной, сравнимой по массе с Нашей галактикой, с десятью, сотней, тысячей галактик? Чёрная дыра массой с Млечный путь будет иметь радиус 310 световых лет. А с массой в 160 масс МП будет размером с Млечный путь.
Обнаружение сверхмассивных чёрных дыр вызвало удивление у учёных - непонятно, как за время существования Вселенной такой объект успел набрать такую массу? Но чёрная дыра может образоваться и без коллапса звезды. Если в пределах Млечного пути соберётся 160 его масс, то чёрная дыра образуется автоматически без всяких катаклизмов. Гипермассивные чёрные дыры могут иметь размеры в сотни тысяч и миллионы световых лет, при этом они не обязаны быть сферическими, или могут оставаться несферическими очень длительное время.
В наблюдаемой Вселенной имеются большие пустые области - воиды, где не наблюдается галактик, газа и других признаков материи. Возможно, там слишком много материи, и потому мы её не видим.

Как найти гипермассивные чёрные дыры? А вот это непросто. Обычные чёрные дыры захватывают вещество, которое при этом катастрофически ускоряется и сжимается, испуская кванты. По ним и можно обнаружить обычную чёрную дыру. Другое дело – гипермассивная. У её условной поверхности гравитация относительно невелика, а падение вещества мало отличается от падения в плоском поле – оно почти не сжимается. В такую чёрную дыру могут без разрушения и катаклизмов уходить планеты и звёзды, и в последнем случае мы увидим только затухание светимости с прогрессирующим красным смещением. И вот это пока единственная видимая зацепка - аномальное красное смещение у источников света, находящихся  вблизи чёрной дыры. Аномальное потому, что звёзды могут быстро вращаться вокруг такого объекта, и несколько источников дадут разный результат.

Цитата: mihalchuk от 01.04.2024 01:47:29Как найти гипермассивные чёрные дыры? А вот это непросто. 

Это-то как раз просто.
Раз она гипермассивная, то астрономы увидели бы какие-либо эффекты гравитационного линзирования на масштабах, крупнее чем они видят обычно. А раз пока никакой радостной истерики по этому поводу не наблюдается, то такие объекты достаточно редки и не могут давать существенный вклад в полную наблюдаемую гравитирующую массу.
Если я понимаю, то ещё Зельдович давно-давно писал про первичные (primordial) чёрные дыры промежуточной массы, которые как раз и являются одним из кандидатов на источник недостающей массы.

Цитата: Chilik от 05.04.2024 18:15:53Раз она гипермассивная, то астрономы увидели бы какие-либо эффекты гравитационного линзирования на масштабах, крупнее чем они видят обычно.

у меня сложилось впечатление что они с трудом находят примеры линзирования, да и гчд будет прикрыта галактикой, просто надо еще озаботится связать массу с к-вом звезд и обнаружить аномалию. они лет 50 не замечали чд в центре галактик пока носом не ткнули

Цитата: Chilik от 05.04.2024 18:15:53

Цитата: mihalchuk от 01.04.2024 01:47:29Как найти гипермассивные чёрные дыры? А вот это непросто.

Это-то как раз просто.
Раз она гипермассивная, то астрономы увидели бы какие-либо эффекты гравитационного линзирования на масштабах, крупнее чем они видят обычно. А раз пока никакой радостной истерики по этому поводу не наблюдается, то такие объекты достаточно редки и не могут давать существенный вклад в полную наблюдаемую гравитирующую массу.
Если я понимаю, то ещё Зельдович давно-давно писал про первичные (primordial) чёрные дыры промежуточной массы, которые как раз и являются одним из кандидатов на источник недостающей массы.

Гравилинзирование - ненадёжный способ. Учёные наблюдают это явление, и, бывает, в линзу попадает несколько галактик. Они вычисляют источник линзирования, и предполагают, что он близко. Ну а что, если на самом деле он намного дальше?
Далее, эффект линзирования у гипермассивных чёрных дыр не будет отчётливым. Например, такая ЧД размером с нашу Галактику будет линзировать, как 30 галактик, собранных в таком же объёме. Гравитация у горизонта событий будет невелика, меньше, чем у земной поверхности.
Зельдович молодец, но здесь третий случай. Это не первичные ЧД, и не то, которые прошли через коллапс звёзд. Это прото собралось достаточно массы в определённом объёме.

Цитата: mihalchuk от 07.04.2024 08:39:14Зельдович молодец, но здесь третий случай. Это не первичные ЧД, и не то, которые прошли через коллапс звёзд. Это прото собралось достаточно массы в определённом объёме.

Да, Вы правы по уравнению Шварцшильда такой вид Массивной Чёрной Дыры тоже есть. Возможно он и не шаро образный, а сферо-аморфный, как амёба.

Космическая амёба? :) Шутка.

Может человечество сильно заблуждается насчет необходимости скрытой материи.
Может существуют непознанные эффекты заставляющие некоторые галактики более интенсивно отталкиваться друг от друга.
Например мы можем ничего не знать о волновых резонансах фотонных потоков.
Может фотонные потоки галактик входящие в подобие резонанса, более сильно начинают воздействовать на галактики и звезды в которых они пролетают. И более интенсивно отталкивать галактики в которых они пролетают.
Возникает не только гравитационное воздействие на фотонные потоки, но волновое резонансное  воздействие.

Может волновой резонанс фотонных потоков заставляет их отклоняться из-за чего и возникает красное смещение.

Цитата: Lunatik-k от 02.05.2024 22:37:07Может человечество сильно заблуждается насчет необходимости скрытой материи.
Может существуют непознанные эффекты заставляющие некоторые галактики более интенсивно отталкиваться друг от друга.

Тёмная материя - она наоборот усиливает притяжение.
А тёмная энергия - имхо бред, ибо не галактики отталкиваются, а само пространство растягивается. Как материя вообще может на это воздействовать?

Cкрытая масса Вселенной и как её найти ?

На данный исторический момент у человечества слишком слабый инструментарий, чтобы давать правильные оценки изучаемых объектов.
1) Нет достоверных методов измерения расстояний до объектов(галактик) вселенной.
2) Нет достоверных методов оценки массы галактик.

Первое что приходит в голову это повысить точность измерения расстояний до галактик. 
Это можно осуществить выводом телескопа на орбиту вокруг Нептуна. 
За счет этого повысится точность измерений в 30 раз.

Цитата: Lunatik-k от 20.02.2025 23:03:48Это можно осуществить выводом телескопа на орбиту вокруг Нептуна. 

лететь туда долго

Цитата: cross-track от 20.02.2025 23:57:36

Цитата: Lunatik-k от 20.02.2025 23:03:48Это можно осуществить выводом телескопа на орбиту вокруг Нептуна.

лететь туда долго

Электро-ракетные буксиры с ядерными энергетическими установками одно из решений сокращения времени полета.

И главное задача для ядерного буксира подходящая.

Цитата: Lunatik-k от 21.02.2025 09:02:02

Цитата: cross-track от 20.02.2025 23:57:36

Цитата: Lunatik-k от 20.02.2025 23:03:48Это можно осуществить выводом телескопа на орбиту вокруг Нептуна.

лететь туда долго

Электро-ракетные буксиры с ядерными энергетическими установками одно из решений сокращения времени полета.

И главное задача для ядерного буксира подходящая.

А зачем к Нептуну лететь? Без планеты никак, может, можно выйти на орбиту с большим радиусом вокруг Солнца, чем у Нептуна?

Цитата: cross-track от 21.02.2025 11:35:03

Цитата: Lunatik-k от 21.02.2025 09:02:02

Цитата: cross-track от 20.02.2025 23:57:36

Цитата: Lunatik-k от 20.02.2025 23:03:48Это можно осуществить выводом телескопа на орбиту вокруг Нептуна.

лететь туда долго

Электро-ракетные буксиры с ядерными энергетическими установками одно из решений сокращения времени полета.

И главное задача для ядерного буксира подходящая.

А зачем к Нептуну лететь? Без планеты никак, может, можно выйти на орбиту с большим радиусом вокруг Солнца, чем у Нептуна?

Может и можно, но Нептун является хоть какой-то гравитационной опорой.
Орбита Нептуна известна, он наблюдаемый, скорость его известна.
А вот улетит на собственную орбиту телескоп, так его орбиту еще два столетия придется изучать, по какой орбите он летает, какой у неё эксцентриситет, какой у его орбиты будет продолжительность полного оборота, вокруг Солнца.

Наблюдать телескоп на собственной орбите с Земли не получится, слишком маленький объект.
Будут сложности с определением где конкретно находится телескоп.

Цитата: Lunatik-k от 21.02.2025 18:38:18

Цитата: cross-track от 21.02.2025 11:35:03

Цитата: Lunatik-k от 21.02.2025 09:02:02

Цитата: cross-track от 20.02.2025 23:57:36

Цитата: Lunatik-k от 20.02.2025 23:03:48Это можно осуществить выводом телескопа на орбиту вокруг Нептуна.

лететь туда долго

Электро-ракетные буксиры с ядерными энергетическими установками одно из решений сокращения времени полета.

И главное задача для ядерного буксира подходящая.

А зачем к Нептуну лететь? Без планеты никак, может, можно выйти на орбиту с большим радиусом вокруг Солнца, чем у Нептуна?

Может и можно, но Нептун является хоть какой-то гравитационной опорой.
Орбита Нептуна известна, он наблюдаемый, скорость его известна.
А вот улетит на собственную орбиту телескоп, так его орбиту еще два столетия придется изучать, по какой орбите он летает, какой у неё эксцентриситет, какой у его орбиты будет продолжительность полного оборота, вокруг Солнца.

Наблюдать телескоп на собственной орбите с Земли не получится, слишком маленький объект.
Будут сложности с определением где конкретно находится телескоп.

Так если измерять параллакс, то все одно нужны очень точные знания как положения, так и ориентации спутника в фиксированной точке пространства (и времени). Это касается как орбиты вокруг Нептуна, так и любой другой орбиты. 

Цитата: cross-track от 21.02.2025 21:15:44Так если измерять параллакс, то все одно нужны очень точные знания как положения, так и ориентации спутника в фиксированной точке пространства (и времени). Это касается как орбиты вокруг Нептуна, так и любой другой орбиты. 

Геометрию любой другой орбиты еще нужно представлять, а её данных изначально нет.
Телескоп выйдет на какую-то приблизительную заданную орбиту, но эллиптические параметры и наклонение этой орбиты не известны.
Их еще будут уточнять не одно десятилетие.
А орбита Нептуна уже наблюдается и уточняется не одно десятилетие.
Есть значительная разница в исходных данных для решения математических и технических задач.

Цитата: Lunatik-k от 21.02.2025 22:06:39

Цитата: cross-track от 21.02.2025 21:15:44Так если измерять параллакс, то все одно нужны очень точные знания как положения, так и ориентации спутника в фиксированной точке пространства (и времени). Это касается как орбиты вокруг Нептуна, так и любой другой орбиты. 

Геометрию любой другой орбиты еще нужно представлять, а её данных изначально нет.
Телескоп выйдет на какую-то приблизительную заданную орбиту, но эллиптические параметры и наклонение этой орбиты не известны.
Их еще будут уточнять не одно десятилетие.
А орбита Нептуна уже наблюдается и уточняется не одно десятилетие.
Есть значительная разница в исходных данных для решения математических и технических задач.

А орбита спутника вокруг Нептуна известна? Каким образом?

Цитата: cross-track от 21.02.2025 23:28:19

Цитата: Lunatik-k от 21.02.2025 22:06:39

Цитата: cross-track от 21.02.2025 21:15:44Так если измерять параллакс, то все одно нужны очень точные знания как положения, так и ориентации спутника в фиксированной точке пространства (и времени). Это касается как орбиты вокруг Нептуна, так и любой другой орбиты. 

Геометрию любой другой орбиты еще нужно представлять, а её данных изначально нет.
Телескоп выйдет на какую-то приблизительную заданную орбиту, но эллиптические параметры и наклонение этой орбиты не известны.
Их еще будут уточнять не одно десятилетие.
А орбита Нептуна уже наблюдается и уточняется не одно десятилетие.
Есть значительная разница в исходных данных для решения математических и технических задач.

А орбита спутника вокруг Нептуна известна? Каким образом?

Картина получаемая звездными датчиками позволит вычислить орбиту.
Ведь при полете телескопа вокруг Нептуна будет постоянно меняться картина, некоторые звезды будут неминуемо  периодически закрываться планетой, вычислив периоды закрытия звезд планетой можно рассчитать и орбиту полета телескопа вокруг Нептуна.

Цитата: Lunatik-k от 22.02.2025 09:47:28Картина получаемая звездными датчиками позволит вычислить орбиту.
Ведь при полете телескопа вокруг Нептуна будет постоянно меняться картина, некоторые звезды будут неминуемо  периодически закрываться планетой, вычислив периоды закрытия звезд планетой можно рассчитать и орбиту полета телескопа вокруг Нептуна.

Конкретные примеры привести можете для такого способа определения орбит спутников?

Цитата: cross-track от 22.02.2025 12:41:24

Цитата: Lunatik-k от 22.02.2025 09:47:28Картина получаемая звездными датчиками позволит вычислить орбиту.
Ведь при полете телескопа вокруг Нептуна будет постоянно меняться картина, некоторые звезды будут неминуемо  периодически закрываться планетой, вычислив периоды закрытия звезд планетой можно рассчитать и орбиту полета телескопа вокруг Нептуна.

Конкретные примеры привести можете для такого способа определения орбит спутников?

Аналогичные задачи современные астрономы решают постоянно при поиске малых заплутонных объектов(планет).
Обрабатывают снимки с телескопов программными методами.
Для уточнения траекторий(орбит) полета обнаруженных объектов, пытаются оцифровать и промасштабировать фотоснимки прежних десятилетий(когда еще не существовало видеокамер в телескопах) чтобы попытаться найти вновь открытую планету на других снимках неба.

А тут планета под носом, которая периодически затеняет десятки звезд в различные моменты времени и под разными углами.
В один момент звезда пропала под диском планеты, через некоторое время появилась в другом месте диски планеты, несколько обработанных снимков, с координатами появления этих звезд с другой стороны диска планеты, вот Вам реальный наклон орбиты. Тажже измеряют и периоды появления затеняемых звезд с различных направлений, можно просчитать и эксцентриситет орбиты полета спутника вокруг Нептуна (исправлена описка Плутона).
Тут математика решает все.

Цитата: Lunatik-k от 23.02.2025 11:49:57В один момент звезда пропала под диском планеты, через некоторое время появилась в другом месте диски планеты, несколько обработанных снимков, с координатами появления этих звезд с другой стороны диска планеты, вот Вам реальный наклон орбиты. Тажже измеряют и периоды появления затеняемых звезд с различных направлений, можно просчитать и эксцентриситет орбиты полета спутника вокруг Плутона.
Тут математика решает все.

Уже не Нептун, а Плутон? Хорошо, пусть будет Плутон. А вот грав.поле Плутона насколько точно известно? Без знания этого поля измерения орбиты только по затмениям звезд имеет очень низкую точность.Ведь нужно не только фиксировать моменты затмений, но и обрабатывать множество измерений в разных точках орбиты, т.е. на каждом шаге нужно строить уточненную орбиту с учетом реального грав.поля планеты.

Цитата: cross-track от 23.02.2025 14:29:45

Цитата: Lunatik-k от 23.02.2025 11:49:57В один момент звезда пропала под диском планеты, через некоторое время появилась в другом месте диски планеты, несколько обработанных снимков, с координатами появления этих звезд с другой стороны диска планеты, вот Вам реальный наклон орбиты. Тажже измеряют и периоды появления затеняемых звезд с различных направлений, можно просчитать и эксцентриситет орбиты полета спутника вокруг Плутона.
Тут математика решает все.

Уже не Нептун, а Плутон? Хорошо, пусть будет Плутон. А вот грав.поле Плутона насколько точно известно? Без знания этого поля измерения орбиты только по затмениям звезд имеет очень низкую точность.Ведь нужно не только фиксировать моменты затмений, но и обрабатывать множество измерений в разных точках орбиты, т.е. на каждом шаге нужно строить уточненную орбиту с учетом реального грав.поля планеты.

Конечно Нептун он много стабильнее(с Плутоном описка).
В любом случае телескоп работающий на орбите вокруг Нептуна будет выдавать точность измерений в 30(тридцать) раз выше чем телескоп летающий у Земли.
А это будет качественное улучшение наших познаний.
У нас сейчас массу собственной галактики оценивают с разбросом в 60%, чего уж говорить о других галактиках.
А оценку массы других галактик пытаются оценивать и методом измерения орбит и скорости полета некоторых звезд в этих галактиках.
Знаний о массах галактик практически нет, нет точных расстояний между галактиками, а ищут скрытую материю,  не маразм ли это ?

Цитата: Lunatik-k от 23.02.2025 15:24:30Конечно Нептун он много стабильнее(с Плутоном описка).
В любом случае телескоп работающий на орбите вокруг Нептуна будет выдавать точность измерений в 30(тридцать) раз выше чем телескоп летающий у Земли.

Проблема с Нептуном не столько в параметрах его грав.поля, сколько в наличии атмосферы, которая затрудняет точную фиксацию момента затмения звезд.

Цитата: cross-track от 23.02.2025 18:22:42

Цитата: Lunatik-k от 23.02.2025 15:24:30Конечно Нептун он много стабильнее(с Плутоном описка).
В любом случае телескоп работающий на орбите вокруг Нептуна будет выдавать точность измерений в 30(тридцать) раз выше чем телескоп летающий у Земли.

Проблема с Нептуном не столько в параметрах его грав.поля, сколько в наличии атмосферы, которая затрудняет точную фиксацию момента затмения звезд.

Существуют статистические методы повышения точности измерений.
Можно также применить многоуровневую фиксацию захода и восхода звезд.
Картина звездного неба при полете спутника(телескопа) вокруг Нептуна будет постоянно меняться.
Этих наблюдений(измерений)  захода восхода звезд сотни.
Применяя многоуровневую фиксацию и статистические методы можно на порядки увеличить точность измерения орбиты полета телескопа вокруг Нептуна.
При желании все это решаемо. Отработать технологию точности вычисления орбиты за счет звездных датчиков можно еще у Земли, на одном из спутников летающих вокруг Земли на Земле тоже атмосфера имеется.