暗黒物質のブラックホールはありますか？

暗黒物質は圧縮されてブラックホールを形成しますか？暗黒物質は通常の物質よりもさらに豊富であるため、暗黒物質のブラックホールはまれではありません...右ですか？

暗黒物質とブラックホールを形成しようとすることの問題は、重力以外では、暗黒物質が通常の物質およびそれ自体と弱くしか相互作用しないということです。

これは問題を引き起こします。暗黒物質をブラックホールを形成するのに十分に集中させるには、内部運動エネルギーを同じ量だけ増加させることなく、その（負の）重力結合エネルギーを増加させる必要があります。これには、暗黒物質と通常の物質（またはそれ自体）の間の何らかの散逸的な相互作用が必要です。

次のシナリオでこれを明確にする必要があります。重力によって別のダークマターの塊を引き付けるダークマターの塊があるとします。2つが互いに近づくと、加速して運動エネルギーを獲得します。得られた運動エネルギーは、散逸プロセスが行われない限り、開始したのと同程度に分離するのにちょうど十分です。

例としては、暗黒物質が弱相互作用する大質量粒子（WIMP）であると仮定します。WIMPは、重力によって星の中心に向かって引かれます。弱い相互作用が十分に頻繁に発生する場合、反対側を通り抜けて飛び出すのではなく、星に蓄積する可能性があります。

密集した中性子星によってシードされた銀河の中心近くで、このようにブラックホールを作ることができると仮定されています。ダークマターの近くに銀河センターの強化密度と組み合わせ中性子星物質の密度は、可能性ブラックホールの形成につながる、中性子星で暗黒物質の蓄積をもたらします。

ブラックホールが形成されると、イベントの地平線に入る暗黒物質は、プロセスでどの運動エネルギーが得られたとしても出現することはできません。ただし、まだ問題があります。ブラックホールの周囲の軌道にある物質は、軌道に近づくほど角運動量が小さくなります。イベントの地平線内を通過するには、暗黒物質が角運動量を失う必要があります。通常の物質は、粘性トルクによって角運動量を外側に輸送できる付着ディスクを介してこれを行い、物質を付着させることができます。ダークマターの粘度はほぼゼロであるため、これは起こり得ません。

そのため、小さな種から超大質量ブラックホールを構築することは困難ですが、中性子星から小さなブラックホールを形成する方が簡単かもしれません。私たち自身の銀河中心に向かって観測されたパルサーの相対的な不足は、このプロセスによるものである可能性があることが提案されています。

ロブジェフリーズが指摘したように、暗黒物質（DM）からブラックホール（BH）を形成することは不可能です（暗黒物質がすべての検出を回避するエネルギーを失う[仮説]相互作用がない限り）。DMが既存のBHに蓄積することはまだありそうにありません（DMは過剰なエネルギーと角運動量をガスほど簡単に失うことができないため）が、不可能ではなく、銀河中心の超大質量BH（SMBH）に蓄積された物質のごく一部が暗かった可能性があります。

ただし、物質がBHに蓄積されると、その起源（暗黒物質またはバリオン）に関する情報は失われます。したがって、暗黒物質のブラックホールについて話すことは意味がありません。ブラックホールには、質量、スピン、電荷以外の特性はありません（無毛定理）。

このまさにプロパティは 原始ブラックホールはダークマターの候補として興味深いものになります。なぜなら、それらはバリオン物質の量に関する制約（例えば、ビッグバン元素合成から）に違反しないからです。ただし、原始ブラックホールはDM候補としては好まれません（この答えの範囲を超える理由のため）。

ブラックホールは、光を含む重力が何も放出しないほどに集中した質量の結果です。暗黒物質について知っていることは、質量と、重力を介して普通の物質としか相互作用しないように見えることです。私たちは暗黒物質の物理学をまったく知らないので、どのプロセスが暗黒物質を集中させてブラックホールを形成するのかを言うことはできませんが、理論的にはブラックホールは暗黒物質、または通常の物質と暗黒の両方から形成される可能性があります案件。一部の理論家[ 脚注 ]は、それがまさに超大質量ブラックホールであると考えています。

脚注：プリンストン大学のジェレマイアP.オストリカー、衝突暗黒物質と大規模ブラックホールの起源、およびコロンビア大学のゾルタンハイマン、最初の大規模ブラックホールの形成。また興味深いことに、これらの論文は、2011年から現在まで、Ostrikerの独創的な論文を引用しています。