Первичная дорожная карта черной дыры
3 сентября 2024 г.Авторы:
(1) Антонио Риотто, Департамент теоретической физики, Женевский университет, набережная Ансермет, 24, CH-1211 Женева 4, Швейцария и Центр науки о гравитационных волнах (GWSC), Женевский университет, CH-1211 Женева, Швейцария;
(2) Джо Силк, Институт астрофизики, UMR 7095 CNRS, Университет Сорбонны, 98bis Bd Arago, 75014 Париж, Франция, Кафедра физики и астрономии, Университет Джонса Хопкинса, Балтимор, Мэриленд, 21218, США, и Институт астрофизики элементарных частиц и космологии Бикрофта, Кафедра физики, Оксфордский университет, Оксфорд, OX1 3RH, Великобритания.
Таблица ссылок
Аннотация и 1 Введение
2 Некоторые открытые вопросы
2.1 Какова распространенность ПГБ?
2.2 Каков эффект кластеризации PBH?
2.3 Какую часть наблюдаемых в настоящее время событий ГВ можно отнести к ПЧД?
2.4 Являются ли PBH темной материей?
3. Дорожная карта PBH
3.1 Слияния с высоким красным смещением
3.2 PBH-системы с субсолнечной энергией
3.3 Заполнение пробела в парной нестабильности с помощью PBH?
3.4 Эксцентриситет PBH, 3.5 Вращение PBH и 3.6 Будущие гамма-телескопы
4 Выводы и ссылки
3. Дорожная карта PBH
Будущие эксперименты многочисленны, начиная от одобренных проектов, которые вскоре войдут в фазу детального проектирования, чтобы обеспечить значительно улучшенные ограничения для сценариев PBH, включая наземные лазерные интерферометры (телескоп Эйнштейна, Cosmic Explorer)[25] и космические лазерные интерферометры (LISA, DECIGO [26], TianQin и Taiji [27]), до атомных интерферометров на земле с демонстраторами в стадии строительства и планируемыми расширениями до километровых масштабов (AION MAGIS, MAGIA, MIGA, ELGA, ZAIGA), а также в космосе (AEDGE) [28] и проекты для лунных интерферометрических/сейсмометрических решеток (LGWA, GLOC)[29].
Научные цели сосредоточены на преодолении частотных пробелов в диапазоне частот LIGO/VIRGO/KAGRA, что к настоящему времени привело к сотням обнаружений слияний BH в диапазоне (10 − 100)M⊙ путем перехода как к более высоким, так и к более низким частотам. Новая наука, которую можно исследовать, простирается от масс и уравнения состояния нейтронных звезд, а также многосообщовых сигналов от коллапсирующих ядер сверхновых до расстояний в килопарсеках (диапазон от кГц до Гц) до обнаружений сверхмассивных и средних черных дыр и спиральных BH (от Гц до мГц и, в конечном итоге, мкГц). В конечном итоге можно было бы приблизиться к чувствительности массива синхронизации пульсаров (NANOGrav, SKA) на частотах наногерц, чтобы обеспечить исследование фазовых переходов первого порядка на очень ранних этапах вселенной и наличия распадов петель в сети космических струн [30].
Далее мы рассмотрим различные неопровержимые доказательства, которые могут идентифицировать ПЧД, в частности, слияния с высоким красным смещением и ПЧД с субсолнечной массой.
Эта статьядоступно на arxivпо лицензии CC BY 4.0 DEED.
Оригинал