Können wir schwarze Löcher auf unserem Weg identifizieren, die zwischen den Sternen fliegen?

Wenn Sie mit hoher Geschwindigkeit durch die Galaxie reisen, wäre es möglich zu erkennen, wo sich all die Schwarzen Löcher auf Ihrem Weg befinden? Ich weiß, dass die meisten Schwarzen Löcher durch ihre Wirkung auf andere Objekte in der Nähe identifiziert werden. Aber was würde passieren, wenn es ganz allein wäre?

Wären wir in der Lage, es irgendwie zu „spüren“, bevor wir uns zu nahe kommen, um davon beeinträchtigt zu werden? Oder würden wir vorbeifliegen und vielleicht nahe genug herankommen, um unseren Kurs abzulenken? Und wie stark könnte es einen Kurs ablenken (vorausgesetzt, Sie bleiben außerhalb des Ereignishorizonts)? Würde es eine Verkrümmung des Raums für Alcubierre Drive-ähnliche Eigenschaften ermöglichen?

Ich denke, ich würde es hassen, wegen einer Kursänderung von einem Schwarzen Loch in eine Sonne geschleudert zu werden, obwohl es nicht viel besser wäre, im Ereignishorizont hängen zu bleiben. Können wir diese Massen erkennen, um sie aus der Ferne zu vermeiden, oder müssen wir die ersten Fahrten viel langsamer angehen, damit wir nach diesen Anomalien suchen und sie als sichere „Schifffahrtswege“ markieren können?

Als Antwort an sich nicht würdig, aber ich vermute, dass Wechselwirkungen mit dunkler Materie eine futuristische Methode sein könnten, um diese zu erkennen.

Antworten (5)

Abgesehen vom Vorhandensein einer Akkretionsscheibe, die diese Schwarzen Löcher umgibt – unwahrscheinlich, da kein Begleitobjekt vorhanden ist – nutzen wir am besten die Gravitationslinsenwirkung , die Lichtbeugung von entfernten Objekten durch ein massives Objekt vor der Quelle. Typischerweise ist das massereiche Objekt eine Vordergrundgalaxie, ein massereicher Stern oder – in diesem Fall – ein Schwarzes Loch.

Der Winkel des gebogenen Lichts kann berechnet werden als

θ = 4 G M R C 2
Wo M ist die Masse des Schwarzen Lochs und R ist die kürzeste Entfernung, die ein Lichtstrahl vom Schwarzen Loch entfernt. Für Schwarze Löcher mit stellarer Masse (in der Größenordnung von einigen Dutzend Sonnenmassen) θ wahrscheinlich klein, da der Winkel nur linear von der Masse abhängt. Wenn wir Massen von erreichen ∼ 10 4 M ⊙ , Lensing scheint leichter nachweisbar zu sein, aber an diesem Punkt sprechen wir von Schwarzen Löchern mittlerer Masse, die starke Auswirkungen auf die Kinematik ihrer Umgebung haben sollten.

Wir müssen noch Lensing von einem isolierten Schwarzen Loch mit geringer Masse entdecken, aber es ist nicht ausgeschlossen. Wenn wir es gesehen hätten, könnte es so aussehen:

Gif des Hintergrundobjekts mit Linse durch ein Schwarzes Loch
Bildnachweis: Wikipedia-Benutzer Urbane Legend, CC BY-SA 3.0

Formeln sind gut, aber Bilder erklären es viel besser. Danke! Ja, Schwarze Löcher sind leicht zu sehen.

Schwarze Löcher werden nur deshalb „schwarz“ genannt, weil kein Licht jenseits des Ereignishorizonts entweicht. Sie sind jedoch normalerweise nicht das, was wir entweder schwarz oder unsichtbar nennen würden.

Ein Schwarzes Loch war normalerweise einmal ein Stern und hat daher höchstwahrscheinlich immer noch umkreisende Körper - es hat möglicherweise bei seiner Supernova-Explosion etwas Masse verloren, aber nicht so viel, dass es alle seine Satelliten verloren hätte, obwohl dies wahrscheinlich ist Ihre Umlaufbahnen wären erheblich verändert worden.

Außerdem scheinen Schwarze Löcher EM-Strahlung auszusenden, wenn Materie, die auf sie zufällt, durch die gravitativen Gezeitenkräfte auseinandergerissen wird. Einige Schwarze Löcher haben sehr helle Akkretionsscheiben.

Schließlich würde das starke Gravitationsfeld eines Schwarzen Lochs einen Gravitationslinseneffekt verursachen, der zu seiner Erkennung verwendet werden könnte, da dieser Effekt das Bild des Rests des Universums verzerrt, wenn das Schwarze Loch zwischen dem Beobachter und dem Rest des Universums hindurchgeht Universum.

Keine gesonderte Antwort wert: Die Astrogationssysteme eines Raumschiffs wären mit ziemlicher Sicherheit empfindlich genug, um automatisch die Wirkung zu erkennen, die die Gravitation eines massiven Objekts auf die Schiffsbeschleunigung hat. Es sei denn, der verwendete Stardrive macht das natürlich irrelevant.

Ich denke, unbemannte Späher könnten das Hauptschiff führen. Neben anderen Gefahren würde die Schwerkraft den Kurs beeinflussen und es Ihnen ermöglichen, alle Arten von dunklen Körpern zu kartieren, einschließlich der häufiger vorkommenden subbraunen Zwerge. Wenn Sie sie nicht nur vorne, sondern auch seitlich angebracht haben, haben Sie eine lange Grundlinie, um Ihr Ziel und die Erde im Hintergrund zu sehen. Es könnte ein LIGO-System zur Detektion von Gravitationswellen sein.

Eine andere Idee: Schwarze Löcher beschatten den kosmischen Mikrowellenhintergrund. Dies könnte verwendet werden, um sie zu erkennen. Angesichts der Tatsache, dass bei hohen Geschwindigkeiten der Mikrowellenhintergrund in Bewegungsrichtung (das ist die Richtung, die relevant ist, wenn Sie sie vermeiden möchten) aufgrund des Dopplereffekts bei höheren Frequenzen liegt, kann ich mir vorstellen, dass es vereinfacht wäre, sie durch ihre Abschattung zu erkennen.

Schwarze Löcher haben in der Regel hohe Relativgeschwindigkeiten, man könnte keine dauerhaft sicheren Routen markieren, unabhängig von Detektionsflügen. Wenn Sie direkt auf einen bestimmten Stern zusteuern, sollten Sie in der Lage sein, die Gravitationswechselwirkung zwischen einem Schwarzen Loch und dem Sternenlicht, das Sie vom Ziel erhalten, zu sehen. Dies geschieht entweder in Form von Okkultation oder Gravitationslinsen , aber wenn Sie könnenWenn Sie diese Effekte sehen, sind Sie wahrscheinlich weit genug entfernt, dass die vorübergehende Masse, die sie verursacht, nicht in Ihre Nähe kommt, sie fliegt mit galaktischer Geschwindigkeit Ihrem Kurs voraus. Von größerer Bedeutung ist die nahe seitliche Erkennung, die wahrscheinlich fleckig ist, da sie davon abhängt, wie der Hintergrund um das Schiff herum in Bezug auf die sichtbare Objektdichte ist. Schwarze Löcher und andere nicht emittierende Körper, die mit hohen Geschwindigkeiten ungefähr senkrecht zur Fahrtrichtung eintreffen, werden am schwersten zu erkennen sein, bevor sie Störungen verursachen.

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