ブラックホールは、宇宙の残りの部分と同じ比率の暗黒物質と通常の物質を含むと予想されますか？

ブラックホールは、宇宙の残りの部分と同じ比率の暗黒物質と通常の物質を含むと予想されますか？暗黒物質は銀河の周りのハローに分布していると聞きました。それにより、ブラックホールに取り込まれる可能性が低くなりますか？

black-hole dark-matter

— joseph.hainline
ソース

たぶんそうではないが、通常の物質はきちんとした降着円盤を形成し、暗黒物質は（私の知る限りでは）形成しない。天の川は暗黒物質の88％ですが、太陽系は通常の物質の99.999999999％です。1つは凝集し、もう1つは凝集しません。しかし、私よりも賢い人に、本当の科学的な研究や評価を参考にしてこの質問に答えさせてあげましょう。私は、原始ブラックホールとその形成にどれほどの暗黒物質が入ったのかについて不確実性があるかもしれないと付け加えます。恒星のブラックホールは基本的にすべての通常の問題で構成されています

— userLTK

@userLTK「ダークマターが均一に分布していることを現在観察されているすべての効果が示す」などとコメントを修正するかもしれません。

— カールウィットソフト

しかし、ブラックホールはダークマターを保持できると考えていますか？ダークマターはまだ重力の影響を受けていますが、他に何も問題はありませんか？

— joseph.hainline

@CarlWitthoft-それは良い点です。とにかく、それは答えだからといっておそらく悪いコメントでしたが、公式の答えを出すよりも賢い人がほしいと思っていたのでコメントを削除します。そして、Jospeh-はい、ダークマターはブラックホールに食われてブラックホールから逃れることはできないでしょうが、それが何であるかを知るまで、誰も確実に言うことができないと思います。暗黒物質は重力の影響を受けます

— userLTK

回答:

（短い答え：いいえ、最後のポイントまでスクロールします。）

ブラックホールに落ちた物質が毛のない定理によって暗黒物質であるかバリオンであったかは、外部の観察者には無関係です。私たちの視点から見たブラックホールの唯一の特性は、質量、電荷、角運動量です。（もちろん、量子重力は理解していません。）
ブラックホールに落ちた物質の観点から、イベントの地平線を越えても特別なことは起こりません。これは、ブラックホールの内側から見たときに、暗黒物質が暗く、重粒子が重イオンのままであることを意味します。
宇宙に存在する暗黒物質の量については、いくつかの論争があります。たとえば、この最近の記事は、銀河の回転曲線のより正確なモデリングにより、予想される非バリオン暗黒物質の大部分を除去できることを要約で示しています。（コメントで@pelaが示したように、この著者の論文は査読されておらず、疑わしい可能性があることに注意してください。）明らかに、宇宙の暗黒物質の量は質問の答えに大きく影響します。論争の大部分は、メディアに不均衡に現れる少数のボーカル科学者で構成されていることに注意すべきです。主流のニュース科学のセクションに続いて、私は暗黒物質の死が月に一度程度発表されるように見えるという印象を受けます。
超大質量ブラックホールの形成はよくわかっていません。1つの仮説は、それらが恒星の質量ブラックホールの連続的な合併によって形成されるかもしれないということです。最近、そのような合併の重力波観測があり、中間質量ブラックホールの候補も最近観測されているので、私はここでこれがそれらが形成する方法であり、したがって超質量ブラックホールはほぼ同じもので作られていると仮定します恒星質量ブラックホール。
ブラックホールは、形成プロセス中に質量の大部分を失います。ブラックホールを形成するために崩壊した恒星のコアの質量について話しているかどうかを常に念頭に置くことが重要です（これは、ブラックホールの「質量」であることがよくあります。コアの崩壊から形成される可能性のある穴）または超新星の後に遠方の観測者から見られるブラックホールの質量。
暗黒物質粒子は、他の物質との相互作用や放射によって軌道エネルギーをあまり失うことができないため、イベントの地平線の近くで偶然にヒットしない限り、ブラックホールの周りの軌道にとどまるのではなく、落ち続けます。この論文は、シミュレートされた超大質量ブラックホールがその質量の約10％以下を暗黒物質に由来することを示しています。

しかし、そもそもダークマターは原始ブラックホールでできていると疑う科学者もいると言わざるを得ません。暗黒物質はブラックホールなどの大きなコンパクトボディで構成されているというMACHO（Massive Compact Halo Objects）の理論もありますが、この理論は宇宙の暗黒物質を説明できないと考えられています。

— user25972
ソース

ほんの小さな点ですが、「偶然に四角に当たる」ということは、一般的には正しいのですが、おそらく100％正しいわけではありません。3つの半径の内部を飛行するすべての質量のある粒子は、外部の力が作用しない限り、ブラックホールに落下する運命にあります。イベントの地平線から3半径または2半径内で直接ヒットする必要はありません。（私はその3倍、時には1.5倍と読みます）。暗黒物質は相対論的効果によって支配されるべきであるため、たとえ暗黒物質が衝突によって軌道エネルギーを失わなくても、イベントの地平線の外側に捕獲領域があります。

— userLTK

いい答えですが、リンク先の最初の論文（Xiaochun＆Kuan 2009）少し疑っています。Xiaochunの他のすべての論文と同様、これは査読されていません。しかし、私がそれを非常に素早くブラウズして見ることができる限り、実際には、受け入れられた暗黒核物質比をおおまかに確認するようです。DMの量についてはあまり論争はないと思います（MONDerでない限り）。また、最後のコメントは原始ブラックホールに関するものであることに注意してください。つまり、それらが何でできていても、本格的なBHの無視できる部分です。しかし、それが「そもそも」という意味かもしれません。とにかく、+ 1。

— ペラ

R_{S}

$R_\mathrm{S}$

R_{S}

$R_\mathrm{S}$

1.5 R_{S}

$1.5R_\mathrm{S}$

3 R_{S}

$3R_\mathrm{S}$

@userLTKには絶対に同意します。ブラックホールに「スクエアオン」することにより、イベントの地平線に正確に当たることを指すつもりはなく、遠くから見たように意図しました。彼らがヒットしなければならない中心近くに小さなターゲット領域があること。答えをもう少し明確にしようとします。

— user25972

@pela Xiaochun＆Kuanの論文に対するフィードバックをありがとう。私は十分に詳細に調べなかったことを認めなければなりません。また、フィードバックに基づいて回答を更新します。

— user25972

ダークは、問題の銀河の中心に両方を拡張ハローで（と考えられる）であると銀河（ガス、星、ほこり）に外部の最も通常の物質の。そのため、銀河内のブラックホールは、暗黒物質を摂取する可能性があり、間違いなく摂取します。しかしながら：

恒星質量ブラックホールは、大質量星のコア崩壊から形成されます。星はほぼ完全に通常の物質であるため、最初に形成されたBHレムナント自体はほぼ完全に通常の物質でできていたでしょう。そのようなBHは、ガスを降着させることで（たとえば、接近した連星の星から）成長する可能性があります。その場合、通常の物質の形で質量を獲得しています。必然的にあるでしょういくつかの BHは、例えば、いくつかの星間塵を飲み込むのと同じように-それは親銀河内周回として問題BHに飲み込ま暗いです。しかし、それはそれでも通常の問題から圧倒的に形成されます。

銀河中心の超大質量ブラックホールは、ガス雲または非常に重い星の何らかの初期の宇宙崩壊からおそらく始まります。その後の超大質量BHの成長は、主にBHの周りの降着円盤に星間ガスを供給し、さらに時折星が近づきすぎて発生するため、ブラックホールに落ちるのはほとんどが通常の物質です。（銀河の中心領域が行う一部の暗黒物質を持っているが、それらは定期的に問題が支配している。加えて、定期的に問題をガス雲の形にすることができます銀河の中心にクラウドクラウドの衝突やシンクを経由して簡単に失うエネルギーそれは超大規模なBHを養う可能性があります;ダークマターはこれを行うことができません。）

（もちろん、user25972が指摘しているように、それは私たちのような部外者にとってBHの作成にどのような物質が関与するかとはほとんど関係ありません。

— ピーター・アーウィン
ソース

銀河が形成されたときに暗黒物質が通常の物質と同様に分布しなかった理由を知っていますか？なぜそれがハローの中にあるのですか？重力はそれを通常の物質のように塊や星などに引き込むべきではありませんか？

— joseph.hainline

ガス雲などの形の通常の物質は衝突してエネルギーと角運動量を失い、その結果、ガスは（原始）銀河の中心により近い小さな軌道に行き着きます。ガス雲はまた、温度に依存する内圧によって自己重力に対してサポートされます。ガスは放射によって冷却できるため、ガス雲は圧力が低くなり、崩壊して塊や星を形成する可能性があります。

— ピーターアーウィン

したがって、ある意味での答えは、暗黒物質と通常の物質は、同様の分布で始まりました（そして崩壊して初期宇宙でハローを形成しました）。しかし、ガスの形の通常の物質は軌道エネルギーを失う可能性があり、したがって暗黒物質ができない方法でさらに崩壊します。

— ピーターアーウィン