Первичные черные дыры - расстановка точек
За 7 последних лет LIGO обнаружил 22 слияния с высокой степенью достоверностью и зарегестрировал множество возможных слияний на грани чувствительности. Эти данные заставили теоретиков выбросить старые наработки и снова взяться за карандаши.
Дело в том что черная дыра может появиться различными способами.
1. Из-за колебаний плотности в ранней Вселенной - такая дыра может иметь практически любую массу и околонулевую скорость вращения.
2. За счет коллапса звезды - масса от нескольких масс Солнца до десятков и высокую скорость вращения (сжатие звезды увеличит скорость).
3. За счет слияния нескольких черных дыр - такая дыра будет иметь очень высокую скорость вращения (орбитальный момент, за исключением маловероятного случая лобового столкновения).
Затем она может подрасти за счет аккреции газа - при этом скорость вращения дыры остается достаточно высокой.
Данные LIGO показывают странно большие массы дыр с подозрительно низкими начальными скоростями вращения. Любой желающий может сам открыть таблицу слияний и посмотреть типичные значения спинов.
Старые модели не предсказывали такого распределения масс и скоростей вращения. Это резко увеличило популярность моделей с первичными черными дырами. ПЧД заодно обещают решить множество других проблем, вроде проблемы достаточно быстрого собирания практически однородной материи в галактики.
В ЖЖ об этой революции в основном рассказывает Горькавый, рекламируя свою теорию:
- темная материя состоит из черных дыр, с главной ЧД весом порядка тысячной от массы обозримой Вселенной, гравитационные волны не имеют массы;
- ЧД поглощают гравитационные волны, увеличивают массу Вселенной и начинают фазу сжатия - Вселенная оказывается внутри главной ЧД;
- при сжатии обычной вещество от нагрева распадается в однородную плазму, ЧД сливаются, обнуляя большую часть своей массы за счет излучения гравитационных волн;
- Вселенная опять начинает расширяться.
К возможности нулевой гравитационной массы гравитационных волн возникло много вопросов, но, насколько я понимаю, с современным уровнем теории гравитации окончательно исключить такую возможность нельзя (хотя текущие достижения и указывают на обратное).
Горькавый хвастается объяснением темной материи без привлечения непонятных ВИМПов, тяжелыми ЧД, возможностью отбросить инфляцию и тп тд. Отсутствие интереса к гениальной теории объясняется обычным РЛО (русских людей обижают).
Между тем внимательный читатель уже заметил первую проблему - тяжелые ЧД Горькавого образуются за счет слияний, так что они должны иметь высокую скорость вращения, что противоречит данным LIGO. Так что сейчас любую теорию о множественных слияниях ЧД отправляют в мусорное ведро безотносительно национальности автора.
Вторая проблема - распределение масс ЧД. Теоретики предсказывают что логнормальное распределение должно хорошо описывать распределение масс ЧД с широким диапазоном. Это распределение описывается двумя параметрами - мю и сигма, сигма отвечает за то как быстро распределение стремится к нулю. Данные LIGO позволяют ограничить сигму интервалом 0.5-1. Проблема в том что с такой сигмой логнормальное распределение очень быстро стремится к нулю - для существования большой черной дыры нужна сигма раз в 20 больше. С такой сигмой мы бы постоянно видели слияния ЧД в сотни-тысячи и даже десятки тысяч солнечных масс. В любом случае данные наблюдений и модели аккреции на ЧД в ранней вселенной сильно ограничивают число и массу больших дыр (в сотни и тысячи масс солнца), что вызывает дополнительные проблемы.
Разумеется это не приговор - возможно получится оказаться от большой черной дыры или за счет нескольких механизмов дать нужное распределение масс, как-то понизить скорость вращения (у теоретиков не бывает поражений - бывают только перерывы на установку новых костылей). Конечно о претензиях на предсказательную силу теории в любом случае пока придется забыть - до новых данных.
Только от автора об этих проблемах и планах их решения мы ничего не слышим. Слышим упоминания других интересных моментов. Скажем, для примирения моделей с данными гравитационного лензирования ЧД надо собрать в тесные кластеры. Многие теоретики сомневаются в возможности тесных кластеров нужной массы. Авторы "Formation and Evolution of Primordial Black Hole Binaries" напоминают про закон Heggie-Hills'а - в шаровых скоплениях слабо связанные тела обычно отрываются внешними силами, сильно связанные - увеличивают силу связи. Это значит что в скоплении ЧД тесно связанные пары быстро сольются и со временем число слияний будет быстро падать.
Горькавый с удовольствием дает пару цитат из статьи, забывая процитировать конкретные цифры - по мнению авторов модели черные дыры объясняют порядка 0.002 массы темной материи и имеют логнормальное распределение масс с сигмой порядка 0.6 - то есть никаких гигантских ЧД у них нет.
Ну или просто рассказывает что его теория правильная, а проблем у правильных теорий не бывает. Особо умиляют россиянские тихнари, тихо поддакивающие подобной ереси.
В общем не зацикливайтесь на не-имеющих-мировых-аналогов теориях русских самородков и возвращайтесь в мейнстрим.
P.S. В последних работах Горькавый убрал проблему вращения - теперь иерархического слияния нет, ЧД растут в основном за счет поглощения обычной материи. Хомячков об изменении уведомлять не стали, для них теория сразу была сформулирована единственно верным образом.
Также как не уведомили о всевозможных проблемах вроде получающейся незамкнутости по материи
когда самые массивные из них сливаются в самую
большую черную дыру, то значительная доля ранее
поглощенного барионного вещества возвращается в кругооборот
видимого вещества Вселенной.
проблемы анизотропности гипергравитации - объяснения темной материи по Г., противоречию с Late-time integrated Sachs-Wolfe effect, отсутствию объяснения крупномасштабных неоднородностей реликтового излучения и прочим мелочам.
Дело в том что черная дыра может появиться различными способами.
1. Из-за колебаний плотности в ранней Вселенной - такая дыра может иметь практически любую массу и околонулевую скорость вращения.
2. За счет коллапса звезды - масса от нескольких масс Солнца до десятков и высокую скорость вращения (сжатие звезды увеличит скорость).
3. За счет слияния нескольких черных дыр - такая дыра будет иметь очень высокую скорость вращения (орбитальный момент, за исключением маловероятного случая лобового столкновения).
Затем она может подрасти за счет аккреции газа - при этом скорость вращения дыры остается достаточно высокой.
Данные LIGO показывают странно большие массы дыр с подозрительно низкими начальными скоростями вращения. Любой желающий может сам открыть таблицу слияний и посмотреть типичные значения спинов.
Старые модели не предсказывали такого распределения масс и скоростей вращения. Это резко увеличило популярность моделей с первичными черными дырами. ПЧД заодно обещают решить множество других проблем, вроде проблемы достаточно быстрого собирания практически однородной материи в галактики.
В ЖЖ об этой революции в основном рассказывает Горькавый, рекламируя свою теорию:
- темная материя состоит из черных дыр, с главной ЧД весом порядка тысячной от массы обозримой Вселенной, гравитационные волны не имеют массы;
- ЧД поглощают гравитационные волны, увеличивают массу Вселенной и начинают фазу сжатия - Вселенная оказывается внутри главной ЧД;
- при сжатии обычной вещество от нагрева распадается в однородную плазму, ЧД сливаются, обнуляя большую часть своей массы за счет излучения гравитационных волн;
- Вселенная опять начинает расширяться.
К возможности нулевой гравитационной массы гравитационных волн возникло много вопросов, но, насколько я понимаю, с современным уровнем теории гравитации окончательно исключить такую возможность нельзя (хотя текущие достижения и указывают на обратное).
Горькавый хвастается объяснением темной материи без привлечения непонятных ВИМПов, тяжелыми ЧД, возможностью отбросить инфляцию и тп тд. Отсутствие интереса к гениальной теории объясняется обычным РЛО (русских людей обижают).
Между тем внимательный читатель уже заметил первую проблему - тяжелые ЧД Горькавого образуются за счет слияний, так что они должны иметь высокую скорость вращения, что противоречит данным LIGO. Так что сейчас любую теорию о множественных слияниях ЧД отправляют в мусорное ведро безотносительно национальности автора.
Вторая проблема - распределение масс ЧД. Теоретики предсказывают что логнормальное распределение должно хорошо описывать распределение масс ЧД с широким диапазоном. Это распределение описывается двумя параметрами - мю и сигма, сигма отвечает за то как быстро распределение стремится к нулю. Данные LIGO позволяют ограничить сигму интервалом 0.5-1. Проблема в том что с такой сигмой логнормальное распределение очень быстро стремится к нулю - для существования большой черной дыры нужна сигма раз в 20 больше. С такой сигмой мы бы постоянно видели слияния ЧД в сотни-тысячи и даже десятки тысяч солнечных масс. В любом случае данные наблюдений и модели аккреции на ЧД в ранней вселенной сильно ограничивают число и массу больших дыр (в сотни и тысячи масс солнца), что вызывает дополнительные проблемы.
Разумеется это не приговор - возможно получится оказаться от большой черной дыры или за счет нескольких механизмов дать нужное распределение масс, как-то понизить скорость вращения (у теоретиков не бывает поражений - бывают только перерывы на установку новых костылей). Конечно о претензиях на предсказательную силу теории в любом случае пока придется забыть - до новых данных.
Только от автора об этих проблемах и планах их решения мы ничего не слышим. Слышим упоминания других интересных моментов. Скажем, для примирения моделей с данными гравитационного лензирования ЧД надо собрать в тесные кластеры. Многие теоретики сомневаются в возможности тесных кластеров нужной массы. Авторы "Formation and Evolution of Primordial Black Hole Binaries" напоминают про закон Heggie-Hills'а - в шаровых скоплениях слабо связанные тела обычно отрываются внешними силами, сильно связанные - увеличивают силу связи. Это значит что в скоплении ЧД тесно связанные пары быстро сольются и со временем число слияний будет быстро падать.
Горькавый с удовольствием дает пару цитат из статьи, забывая процитировать конкретные цифры - по мнению авторов модели черные дыры объясняют порядка 0.002 массы темной материи и имеют логнормальное распределение масс с сигмой порядка 0.6 - то есть никаких гигантских ЧД у них нет.
Ну или просто рассказывает что его теория правильная, а проблем у правильных теорий не бывает. Особо умиляют россиянские тихнари, тихо поддакивающие подобной ереси.
В общем не зацикливайтесь на не-имеющих-мировых-аналогов теориях русских самородков и возвращайтесь в мейнстрим.
P.S. В последних работах Горькавый убрал проблему вращения - теперь иерархического слияния нет, ЧД растут в основном за счет поглощения обычной материи. Хомячков об изменении уведомлять не стали, для них теория сразу была сформулирована единственно верным образом.
Также как не уведомили о всевозможных проблемах вроде получающейся незамкнутости по материи
когда самые массивные из них сливаются в самую
большую черную дыру, то значительная доля ранее
поглощенного барионного вещества возвращается в кругооборот
видимого вещества Вселенной.
проблемы анизотропности гипергравитации - объяснения темной материи по Г., противоречию с Late-time integrated Sachs-Wolfe effect, отсутствию объяснения крупномасштабных неоднородностей реликтового излучения и прочим мелочам.