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Nuevas posibilidades para detectar la radiación de Hawking emitida por los agujeros negros primordiales

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Nueva restricción PBH basada en datos COMPTEL (azul oscuro), proyecciones del alcance de descubrimiento de futuros telescopios gamma MeV (otras curvas de colores) y restricciones existentes (regiones sombreadas). Crédito: Coogan et al.

Si bien muchos físicos han predicho la existencia de materia oscura, un tipo de materia que ni absorbe, refleja ni emite luz, hasta ahora nadie ha podido observarla experimentalmente ni determinar su naturaleza fundamental. Los agujeros negros primordiales ligeros (PBH), los agujeros negros que se formaron en el universo temprano, se encuentran entre los candidatos a materia oscura más prometedores. Sin embargo, aún no se ha confirmado la existencia de estos agujeros negros.


Investigadores de la Universidad de Amsterdam y la Universidad de California-Santa Cruz realizaron recientemente un estudio destinado a mejorar las limitaciones existentes en el espacio de los parámetros permitidos de los PBH como materia oscura. En su artículo, publicado en Cartas de examen físico, también proponen un posible método que podría usarse para detectar directamente la radiación de Hawking en regiones densas de materia oscura y permitir potencialmente el descubrimiento de materia oscura PBH.

La radiación de Hawking es la Radiación termal que Stephen Hawking predijo que se emitiría espontáneamente desde los agujeros negros. Se cree que esta radiación proviene de la conversión de fluctuaciones en el vacío cuántico en pares de partículas, una escapando del agujero negro y la otra atrapada dentro de su horizonte de eventos (es decir, el borde alrededor de los agujeros negros del que no puede escapar la luz o radiación).

“Los PBH que comprenden más de un pequeño porcentaje de la materia oscura deben tener una masa de entre aproximadamente 10dieciséis gramos y 1035 gramos ”, dijo Adam Coogan, uno de los investigadores que realizó el estudio, a Phys.org. “En la mayor parte de este rango, varias observaciones los excluyen de la constitución del 100% de materia oscura. Sin embargo, hay una diferencia notable en las limitaciones: los PBH con masas cercanas a la de un asteroide (~ 1017 gramos a 1022 gramos) aún podría ser materia oscura “.

La identificación de métodos para restringir el espacio de parámetros autorizado de los PBH o para detectar la radiación de Hawking que emana de ellos podría ser un paso importante hacia la observación o el descubrimiento de la materia oscura de los PBH. Coogan, junto con sus colegas Logan Morrison y Stefano Profumo, se propuso examinar el potencial de los telescopios de rayos gamma MeV como herramientas para detectar la radiación de PBH Hawking.

“La idea principal detrás de nuestro trabajo fue pensar en una forma particular de buscar asteroides PBH en masa”, explicó Coogan. “Se espera que los PBH ligeros emitan radiación de Hawking compuesta de una mezcla de fotones y otras partículas de luz, como electrones y piones. Los telescopios pueden buscar esta radiación observando nuestra galaxia u otras galaxias. El propósito de nuestro artículo fue comprender cómo los telescopios futuros podrían observar esta radiación y, por lo tanto, cuánto de los parámetros de PBH de la masa del asteroide en el espacio podrían explorar “.

Al tratar de estimar las masas de PBH que los telescopios emergentes podrían ayudar a reducir, Coogan y sus colegas encontraron que los estudios anteriores aún no habían analizado los datos recopilados por el telescopio COMPTEL, un telescopio de rayos gamma lanzado por la NASA a bordo del Observatorio de Rayos Gamma Compton. (CGRO). Sin embargo, estos datos podrían ayudar a limitar la abundancia de PBH a ligeramente por debajo de la brecha de masa de asteroides (es decir, por debajo de 1017 gramos). Alors que des contraintes existent déjà dans cette gamme de masse grâce aux observations du rayonnement de Hawking recueillies par Voyager 1 et le satellite INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory (INTEGRAL), les nouvelles contraintes introduites par les chercheurs se sont avérées les plus fortes à ce día.

“La entrada clave para calcular las tensiones y hacer proyecciones es calcular el espectro de la radiación de Hawking producida por un solo PBH”, dijo Coogan. “Hemos refinado este cálculo en comparación con las herramientas existentes en la literatura mejorando la forma radiación producido por electrones y piones se tiene en cuenta en el espectro. El resto de los cálculos son bastante típicos para la investigación de la materia oscura “.

Suponiendo que los PBH de una masa específica constituyen una fracción dada de la materia oscura total en el espacio, los cálculos realizados por Coogan y sus colegas permitirían a los investigadores calcular su contribución al espectro de fotones emitidos por un objeto astrofísico que se cree que contiene una cantidad sustancial de materia oscura, como el centro de la Vía Láctea. Si el espectro estimado por estos cálculos fuera mucho más brillante que el espectro observado, por ejemplo, se podría excluir la posibilidad de que los PBH de esta masa específica constituyan una fracción específica de materia oscura.

“Hacer proyecciones para el rendimiento de los telescopios futuros sigue líneas similares, aunque no hay un espectro observado con el que comparar”, explicó Coogan. “En este caso, el espectro de fotones emitidos por los PBH se compara con un modelo del fondo astrofísico esperado de los fotones”.

El estudio reciente de Coogan, Morrison y Profumo definió las restricciones más fuertes sobre los PBH de baja masa hasta la fecha, utilizando datos recopilados de un experimento que se completó hace 20 años. Además, los investigadores han demostrado que los futuros telescopios capaces de observar rayos gamma de energía MeV podrían ayudar a sondear PBH en masa de asteroides, que es una parte muy difícil de sondar en el espacio de parámetros de PBH.

“La comunidad astronómica ha examinado varias propuestas para tales telescopios en los últimos años y creo que nuestro artículo proporciona otra motivación sólida para construirlos”, agregó Coogan. “Además de los PBH, investigamos cómo los próximos telescopios de rayos gamma MeV podrían sondear diferentes modelos de partículas de materia oscura. Recientemente completamos otro artículo en el que calculamos los espectros de rayos gamma para algunos modelos particulares de este tipo. otros colaboradores para refinar estos cálculos.

Coogan, Morrison y Profumo también colaboraron recientemente con Alexander Moiseev, un científico investigador de la NASA, que está desarrollando un telescopio llamado el explorador galáctico con un telescopio de máscara de apertura codificada de Compton (GECCO). Junto con Moiseev, intentaron definir los medios por los que GECCO podría ayudar en la búsqueda de materia oscura.


De los agujeros negros primordiales, nuevas pistas sobre la materia oscura


Más información:
Detección directa de radiación de Hawking de agujeros negros de masa de asteroides primordiales. Cartas de examen físico(2021). DOI: 10.1103 / PhysRevLett.126.171101.

Restricciones de precisión de rayos gamma para modelos de materia oscura Sub-GeV. arXiv: 2104.06168 [hep-ph]. arxiv.org/abs/2104.06168

Búsqueda de materia oscura y nueva física con (a) GECCO. arXiv: 2101.10370 [astro-ph.HE]. arxiv.org/abs/2101.10370

© 2021 Science X Network

Cita: Nuevas posibilidades para detectar la radiación de Hawking emitida por los agujeros negros primarios (2021, 21 de junio) Recuperado el 21 de junio de 2021 de https://phys.org/news/2021-06-possbilities-hawking-emitted-primordial-black .html

Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte del uso legítimo para fines de estudio o investigación privados, no se puede reproducir ninguna parte sin permiso por escrito. El contenido se proporciona solo a título informativo.

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Hubble ve enemistades entre hermanos galácticos

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Crédito: ESA / Hubble y NASA, J. Dalcanton

Un espectacular triplete de galaxias ocupa un lugar central en esta imagen del Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA, que captura un tira y afloja gravitacional de tres vías entre las galaxias que interactúan. Este sistema, conocido como Arp 195, aparece en el Atlas de galaxias peculiares, una lista que presenta algunas de las galaxias más extrañas y maravillosas del universo.

El tiempo de observación con Hubble es extremadamente valioso, por lo que los astrónomos no quieren perder ni un segundo. El programa de observaciones del Hubble se calcula utilizando un algoritmo informático lo que permite que la nave espacial recopile ocasionalmente instantáneas de datos adicionales entre observaciones más largas.

Esta imagen del triplete chocando desde galaxias en Arp 195 es una de esas instantáneas.

Observaciones adicionales como estas hacen más que proporcionar imágenes espectaculares: también ayudan a identificar objetivos prometedores para rastrear usando telescopios como el próximo telescopio espacial James Webb de NASA / ESA / CSA.


Imagen: Hubble imagina un dúo dinámico deslumbrante


Cita: Imagen: Hubble Spots Galactic Siblings (2021, 31 de julio) recuperado el 1 de agosto de 2021 de https://phys.org/news/2021-07-image-hubble-squabbling-galactic-siblings.html

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NRL mantendrá la disponibilidad de medios en Sea-Air-Space 2021

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WASHINGTON, 31 de julio de 2021 / PRNewswire / – Científicos e ingenieros del Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU. Estarán disponibles 2-4 de agosto para discutir sus investigaciones de vanguardia y avances tecnológicos durante el Exposición Marítima Mundial de la Liga de la Armada Sea-Air-Space en el stand de exhibición # 302 y los oradores invitados se presentarán el martes en la Sala 5 de Chesapeake del Centro Nacional de Convenciones Gaylord en Oxon Hill, Maryland. Además del evento en persona de este año, 10 a. M. A 4 p. M. NRL también participará en el showroom virtual.

Los científicos e ingenieros de LNR estarán disponibles del 2 al 4 de agosto para discutir sus investigaciones de vanguardia y avances tecnológicos en la Exposición Marítima Mundial Sea-Aire-Espacio de la Liga Naval en el stand de exhibición # 302.

Tecnologías NRL presentadas:

Captura de carbon convierte el agua de mar en combustible. NRL usó un convertidor catalítico para extraer dióxido de carbono e hidrógeno del agua de mar, luego convirtió los gases en hidrocarburos líquidos a una tasa de eficiencia del 92%.

Modelo predictivo global de los fondos marinos (GPSM) proporciona detalles específicos del sitio sobre las propiedades del lecho marino, como la temperatura, la concentración general de carbono y la presión. Las propiedades del lecho marino, que afectan la acústica en el océano, son en su mayoría desconocidas a gran escala. GMPS utiliza algoritmos avanzados de aprendizaje automático para estimar el valor faltante basándose en información sobre otra área que puede ser geográficamente remota, pero geológicamente similar.

Chip de grafeno detecta compuestos de azufre en combustibles. Esta tecnología es una nueva clase de detectores de azufre en chip basados ​​en un material bidimensional llamado grafeno, combinado con nanopartículas de óxido metálico, como transductores y elementos sensoriales. Estos detectores permiten la detección rápida y económica (a gran escala) de compuestos de azufre.

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Robot hexápodo es una plataforma robótica de múltiples patas con capacidades de seguimiento autónomo a bordo y se utiliza para estudiar la colaboración dentro de equipos autónomos de múltiples robots que operan en terrenos desafiantes como entornos arenosos, boscosos o húmedos donde las plataformas con ruedas o formas con orugas pueden no funcionar de manera eficiente.

Agente autónomo más ligero que el aire (LTA3) se utiliza para facilitar el desarrollo y la prueba de nuevos comportamientos de enjambre para equipos de sistemas autónomos aerotransportados.

PROTEÍNA es un sistema que se utiliza para identificar, consultar y filtrar recipientes según los criterios definidos por el usuario. Este sistema puede realizar consultas avanzadas que dan como resultado actualizaciones de clientes potenciales sólidas, oportunas e informativas.

Pyrocumulonimbus (PyroCb) columnas generadas por los incendios forestales actuales en los Estados Unidos y Canadá. Los expertos en la materia de NRL estarán disponibles en el stand virtual para responder preguntas sobre las “nubes de tormenta de humo” de PyroCb, que producen rayos, granizo, pero poca o ninguna precipitación de rayos.

Baterías a base de zinc ofrecen una alternativa segura y económica a las baterías de litio propensas al fuego, pero históricamente han estado limitadas por su baja capacidad de recarga. El NRL erradicó este obstáculo centenario mediante el desarrollo de una arquitectura de electrodo de “esponja” de zinc (Zn) 3D que comprende arreglos interpenetrantes de andamios de Zn y espacio vacío.

Horarios – Presentaciones y stand de exposición # 302

Acerca del Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU.

El NRL es un comando científico y técnico dedicado a la investigación que impulsa avances innovadores para la Marina y el Cuerpo de Marines de los EE. UU., Desde el lecho marino hasta el espacio y en el ámbito de la información. NRL se encuentra en Washington DC con los principales sitios de campo en el espacio Stennis Centro, Misisipi; Cayo Hueso, Florida; Monterey, Californiay emplea aproximadamente a 3.000 científicos civiles, ingenieros y personal de apoyo.

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Contacto con los medios:
(202)424-9955
[email protected]

Cision

Cision

Ver contenido original para descargar multimedia:https://www.prnewswire.com/news-releases/nrl-to-hold-media-availabilitybilities-at-sea-air-space-2021-301345600.html

FUENTE United States Naval Research Laboratory

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50 aniversario del Apolo 15: el aterrizaje en la luna visto con gran detalle

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Nuevas imágenes publicadas en el programa Apollo 15 de Fox News aterrizaje con notable detalle 50 años después.

El metraje, remasterizado por el autor de “Apollo Remastered”, Andy Saunders, muestra la Vehículo itinerante lunar (LRV) porque fue impulsado por astronautas El comandante David Scott y el piloto del módulo lunar Jim Irwin en el el planeta superficie por primera vez.

SISMÓLOGOS DE LA NASA IMAGEN DENTRO DE OTRO PLANETA POR PRIMERA VEZ

Scott e Irwin aterrizaron el Módulo Lunar Falcon el 30 de julio de 1971, según un relato de eventos de Nasa.

Una vista panorámica del primer uso del vehículo itinerante lunar (LRV) en la luna y el monte Hadley desde 14.000 pies
(NASA / JSC / ASU / Andy Saunders)

La misión había sido lanzada desde Cabo Cañaveral, Florida cuatro días antes y entró en órbita el 29 de julio.

Irwin y Scott luego separaron al Halcón de su compañero astronauta Alfred Worden, quien permaneció en órbita a bordo del Endeavour.

Comandante Dave Scott en el vehículo itinerante lunar (LRV)

Comandante Dave Scott en el vehículo itinerante lunar (LRV)
(NASA / JSC / ASU / Andy Saunders)

Scott e Irwin aterrizaron en el sitio de Hadley-Apennines y completaron cuatro caminatas espaciales y tres excursiones utilizando el VLR, por un total combinado de 19 horas y 17,5 millas.

La pareja recolectó 170 libras de material lunar, incluyendo muestras de roca y suelo, mientras que Worden también tomó fotos e hizo un conjunto ampliado de avistamientos desde arriba.

Una placa conmemorativa en el vehículo itinerante lunar (LRV)

Una placa conmemorativa en el vehículo itinerante lunar (LRV)
(NASA / JSC / ASU / Andy Saunders)

Unas 57 horas más tarde, después de dormir en la luna relativamente tranquilamente, salvo por una posible fuga de oxígeno, Scott e Irwin se prepararon para unirse a Worden.

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El 2 de agosto, el Halcón despegó de la luna, visto en tierra la primera vez a través de una cámara de televisión LRV, y la nave espacial atracó en Endeavour cuando el módulo entró en su 50ª órbita lunar.

A "antes y después" foto tomada desde el vehículo itinerante lunar (LRV) que muestra el módulo lunar "Halcón"

Una foto de “antes y después” tomada desde el vehículo itinerante lunar (LRV) que muestra el módulo lunar “Falcon”
(NASA / JSC / ASU / Andy Saunders)

5 de agosto, Worden se convirtió en el primer humano d’effectuer une EVA (activité extravéhiculaire) dans l’espace lointain, en sortant de l’engin spatial, en montant vers l’arrière du module de service et en récupérant les cassettes de films de ses caméras, et en revenant en moins de 20 minutos.

A las 4:46 p.m. ET del 7 de agosto, el Apolo 15 entró en el oceano Pacifico después de una misión de más de 12 días.

La tripulación fue recuperada de las aguas al norte de Honolulu por el USS Okinawa.

El Apolo 15 estableció varios récords para vuelos espaciales tripulados, incluida la carga útil más pesada en una órbita lunar, la distancia radial máxima que la luna viajó lejos de la nave espacial, los EVA de superficie lunar más largos y la duración más larga para los EVA de superficie lunar, el tiempo más largo en órbita lunar. , la misión lunar tripulada más larga, la misión Apolo más larga, el primer EVA en el espacio profundo y operativo y el primer satélite colocado en órbita lunar por una nave espacial tripulada.

Si bien muchos estadounidenses recuerdan el Apolo 11, el primer vuelo espacial que llevó humanos a la luna, y la misión casi fatal del Apolo 13, el Apolo 15 y el LRV siguen siendo símbolos históricos del programa lunar del programa espacial.

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Fotos de Saunders , incluidas las imágenes tomadas con una cámara Hasselblad, se han unido en panorámicas e incluyen imágenes tomadas en la superficie lunar y el Endeavour, que se destacan en un video de YouTube.

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Además de las fotos del paisaje lunar, Saunders remasterizó las imágenes de las primeras pistas hechas por el LRV, la configuración del Paquete de Experimentos de la Superficie Lunar del Apolo (ALSEP) y una foto de Irwin saludando a la bandera estadounidense.

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