Sterrekunde

Kan die samesmelting van twee draaiende swart gate nog een skep wat die rotasiesnelheidsbeperking oortree?

Kan die samesmelting van twee draaiende swart gate nog een skep wat die rotasiesnelheidsbeperking oortree?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Daar is waargeneem dat die swart gat GRS 1915 + 105 naby die teoretiese maksimum tol was.

Gestel julle het twee sulke swart gate wat kloksgewys draai, en draai ook linksom, wat sou gebeur as hulle saamsmelt? Hoe kan die nuwe swart gat nie die rotasiesnelheid beperk nie? Waar sou die ekstra hoekmoment heen gaan?


Die eenvoudige antwoord is dat nee, swart gate kan nie saamsmelt in 'n nuwe swart gat met 'n draai groter as die maksimum toelaatbare draai nie. Die rede hiervoor was dat so 'n daad die swart gat ons 'n 'naakte singulariteit' sou laat sien. Swart gate het 'n gebeurtenishorison wat hul enkelvoud beskerm teen waarneming deur die buite-heelal. Namate hulle vinniger draai, krimp die gebeurtenishorison. Op 'n stadium verdwyn dit heeltemal, wat veroorsaak dat die singulariteit 'naak' en waarneembaar word vir die heelal. Sommige meen dat naakte eenvormighede onmoontlik kan vorm, veral omdat oorsaaklikheid en fisika sou breek. Hierdie konsep staan ​​bekend as die kosmiese sensuurhipotese.

Ek het 'n verklaring oor hierdie aangeleentheid gevind in Numeriese relatiwiteit: die oplossing van Einstein se vergelykings op die rekenaar, wat volgens my relevant is (beklemtoon myne).

Draaie met swart gate wat in lyn is met die wentelmomentum, verhoog die totale hoekmoment van die binêre. As hierdie totale hoekmomentum die maksimum hoekmomentum van 'n Kerr-swart gat oorskry, dan die binêre kan nie saamsmelt voordat 'n voldoende hoeveelheid hoekmomentum uitgestraal is nie. In die algemeen verwag ons dat binaries met swart gat-draai wat in lyn is met die wentelmoment, stadiger sal saamsmelt as binaries met draaie wat anti-gerig is. Hierdie effek, soms na verwys as "orbitale ophangsel", is met numeriese simulasies ondersoek.

In so 'n numeriese simulasie is gekyk na samesmeltings in lyn en teen mekaar, en gevind dat die uitgelegde swart gate baie langer geneem het om saam te smelt en meer energie uitstraal in die vorm van gravitasiegolwe voordat dit saamsmelt.

Daar is ook 'n ander manier om 'n bietjie van die draai-momentum af te brand. As draaiende swart gate saamsmelt, ervaar hulle 'n 'skop' in hul lineêre momentum. Met ander woorde, hulle versnel skielik in hul beweging deur die ruimte. Hierdie skop is die gevolg van die omskakeling van sommige van die twee verskillende swart gate se wentel- en draai-momentums in die saamgevoegde swart gat se lineêre momentum. Sit dieselfde boek as hierbo aan met betrekking tot hierdie skoppe:

Die meeste van die aanvanklike berekeninge is gefokus op swart gat-draai wat in lyn is met of teen die orbitale hoekmomentum. Die gevolglike skoppe is 'n paar honderd km / s in grootte, wat die maksimum skop van ongeveer 175 km / s wat vir nie-draaiende swart gate gevind word, oorskry.

Samevattend kan twee draaiende swart gate nie saamsmelt tot 'n swart gat wat vinniger draai as die maksimum rotasie nie. Gravitasiegolwe en die lineêre momentum "kick" speel 'n belangrike rol om binêre swart gate te help om draai-energie te verloor, sodat die saamgevoegde swart gat nie die maksimum rotasie oorskry nie.

Ek dink die regtig interessante vraag wat gevra moet word, is hoe weet twee swart gate voordat hulle saamsmelt, dat hul samesmelting nie kan plaasvind nie, aangesien dit die kosmiese sensuurhipotese sou oortree? Hoe weet hulle dat hulle ekstra energie moet uitstraal voordat hulle kan saamsmelt? Wat is die meganisme wat voorkom dat hulle saamsmelt? Net die tyd kan vir eers leer.


Ek glo dat die wentelmomentum in swaartekraggolwe moet uitstraal namate die samesmelting voortgaan. Ek weet nie of die draaimomentum van die draai ook sou uitstraal nie, en of u steeds 'n maksimum draaiende swart gat sou hê nie. Dit is waarskynlik 'n oorvereenvoudiging, 'n mens moet skepties wees oor alles behalwe 'n volledige berekening. Let op dat ons byvoorbeeld nie die kinetiese energie van die baan wil oor die hoof sien wanneer ons die massa-energie van die stelsel bereken nie. As sommige van die massa-energie in die finale swartgatmassa beland, lyk dit miskien nie maksimum draai. Alhoewel ek nie 'n berekening gee nie, sê ek twee dinge: 1) baanbederf sal swaartekraggolwe oplewer wat hoekmomentum kan wegdra, en 2) orbitale energie tel as massa-energie vir die ultieme swart gat, dus draai dalk nie maksimaal nie, selfs al vergeet u gravitasiestraling.


Hoe veroorsaak die samesmelting van swart gate massaverlies?

Ek het gehoor dat die swart gate wat saamgevoeg het en die bron was wat swaartekraggolfdetektor veroorsaak het, drie sonmassas verloor het.

Ek verstaan ​​in 'n baie beperkte mate die basiese begrip van energie-omskakeling, soos die geval is by kernfusie / splitsing, vernietiging, chemiese energie-omskakeling. Maar tot nou toe het ek gedink die enigste manier waarop 'n swart gat massa kan verloor, is deur die Hawking-bestraling.

Ek weet nie eers hoe om hierdie vraag meer spesifiek te stel nie, aangesien ek geen idee het oor watter meganisme botsing van hierdie voorwerpe, wat bestaan ​​uit oneindig klein punt van oneindige massa omring deur verskillende mate van tydvervorming, kan veroorsaak dat hulle massa verloor of net energie-omskakeling van enige aard.


Nuwe simulasies kan help om te soek na massiewe samesmeltings van neutronsterre, swart gate

Noudat wetenskaplikes die kronkelende verdraaiings in die ruimtetyd kan opspoor wat geskep is deur die samesmelting van massiewe swart gate, is hulle besig om die dinamika en nadraai van ander kosmiese duo's wat in 'n katastrofiese botsing verenig, op te spoor.

In samewerking met 'n internasionale span het wetenskaplikes van die Lawrence Berkeley National Laboratory by die Departement van Energie (Berkeley Lab) nuwe rekenaarmodelle ontwikkel om te ondersoek wat gebeur as 'n swart gat by 'n neutronster aansluit - die superdige oorblyfsel van 'n ontplofte ster.

Gebruik superrekenaars om neutronsterre oop te skeur

Die simulasies, gedeeltelik uitgevoer by die Berkeley Lab se National Energy Research Scientific Computing Centre (NERSC), is bedoel om detektore te help om op die swaartekraggolfseine in te kom. Teleskope kan ook soek na die briljante bars van gammastrale en die gloed van die radioaktiewe materiaal wat hierdie eksotiese gebeure in die omliggende ruimte kan uitspuug.

In aparte artikels gepubliseer in 'n spesiale uitgawe van die wetenskaplike tydskrif Klassieke en kwantum swaartekrag, Berkeley Lab en ander navorsers bied die resultate van gedetailleerde simulasies aan.

Een van die studies modelleer die eerste millisekondes (duisendstes van 'n sekonde) in die samesmelting van 'n swartgat en neutronster, en die ander bevat afsonderlike simulasies wat die vorming van 'n materiaalskyf wat binne sekondes na die samesmelting gevorm is, en die evolusie van materie wat in die samesmelting uitgestoot word.

Die uitgestote materiaal bevat waarskynlik goud en platinum en 'n reeks radioaktiewe elemente wat swaarder is as yster.

Enige nuwe inligting wat wetenskaplikes kan insamel oor hoe neutronsterre in hierdie samesmeltings uitmekaar ruk, kan help om hul geheime te ontsluit, aangesien hul innerlike struktuur en hul waarskynlike rol om die heelal met swaar elemente te besaai, steeds in geheimsinnigheid gehul is.

"Ons voeg geleidelik meer realistiese fisika toe aan die simulasies," het Foucart gesê. Hy was 'n hoofskrywer vir een van die studies as 'n postdoktorale navorser in die Afdeling Kernwetenskap van Berkeley Lab.

"Maar ons weet nog steeds nie wat binne neutronsterre gebeur nie. Die ingewikkelde fisika wat ons moet modelleer, maak die simulasies baie berekeningsintensief."

Vind tekens van 'n samesmelting van 'n swartgat-neutronster

Foucart, wat binnekort 'n assistent-professor aan die Universiteit van New Hampshire sal wees, het bygevoeg: 'Ons probeer meer beweeg om eintlik modelle te maak van die swaartekraggolfseine wat deur hierdie samesmeltings geproduseer word', wat 'n kabbeling in ruimtetyd skep wat navorsers hoop dat dit opgespoor kan word deur verbeterings in die sensitiwiteit van eksperimente, insluitend Advanced LIGO, die Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory.

In Februarie 2016 het LIGO-wetenskaplikes bevestig dat die eerste opsporing van 'n swaartekraggolf gegenereer word deur die samesmelting van twee swart gate, elk met 'n massa van ongeveer 30 keer groter as die son.

Die seine van 'n neutronster wat saamsmelt met swart gate of 'n ander neutronster, sal na verwagting swaartekraggolwe genereer wat effens swakker is, maar soortgelyk aan dié van swartgat-swartgat-samesmeltings, het Foucart gesê.

Radioaktiewe 'afval' in die ruimte

Daniel Kasen, 'n wetenskaplike in die Afdeling Nukleêre Wetenskap by Berkeley Lab en medeprofessor in fisika en sterrekunde aan die UC Berkeley, wat aan die navorsing deelgeneem het, het gesê dat daar binne neutronsterre 'eksotiese toestande van materie kan wees, anders as enigiets anders in die heelal. . "

In sommige rekenaarsimulasies is die neutronsterre geheel en al deur die swart gat ingesluk, terwyl in ander 'n fraksie van die materie in die ruimte opgehoes het. Na verwagting kan hierdie uitgestote stof tot ongeveer een tiende van die sonmassa wissel.

Terwyl baie van die aangeleenthede in die groter swart gat wat uit die samesmelting gevorm word, gesuig word, word die materiaal wat uitgegooi word uiteindelik 'n soort radioaktiewe 'afval', 'het hy gesê. "U kan die radioaktiewe gloed van daardie materiaal vir 'n tydperk van dae of weke sien, van meer as honderd miljoen ligjare weg." Wetenskaplikes verwys na hierdie waarneembare radioaktiewe gloed as 'n 'kilonova'.

Die simulasies gebruik verskillende stelle berekeninge om wetenskaplikes te help om te visualiseer hoe materie by hierdie samesmeltings ontsnap. Deur die snelheid, trajek, hoeveelheid en tipe materie en selfs die kleur van die lig wat dit afgee, te modelleer, kan astrofisici leer hoe om werklike gebeure op te spoor.

Die vreemde wêreld van neutronsterre

Die grootte van neutronsterre word bepaal deur die uiteindelike beperking op hoe dig materie verdig kan word, en neutronsterre is een van die mees superdigtige voorwerpe waarvan ons weet in die heelal.

Daar is waargeneem dat neutronsterre massas tot ten minste twee keer dié van ons son het, maar gemiddeld slegs ongeveer 12 myl in deursnee meet, terwyl ons eie son 'n deursnee van ongeveer 865,000 myl het. By groot genoeg massas, miskien ongeveer drie keer die sonmassa, verwag wetenskaplikes dat neutronsterre in duie moet stort om swart gate te vorm.

'N Kubieke duim materiaal van 'n neutronster weeg na raming tot 10 miljard ton. Soos hulle naam aandui, word vermoed dat neutronsterre grootliks bestaan ​​uit die neutraal gelaaide subatomiese deeltjies wat neutrone genoem word, en sommige modelle verwag dat hulle lang dele materiaal - bekend as 'kernpasta' - bevat wat gevorm word deur atoomkerne wat aanmekaar bind. .

Daar word ook verwag dat neutronsterre byna perfek bolvormig sal wees, met 'n stewige en ongelooflike gladde kors en 'n ultrakragtige magnetiese veld. Hulle kan draai teen 'n snelheid van ongeveer 43 000 omwentelings per minuut (RPM's), of ongeveer vyf keer vinniger as die RPM's van 'n NASCAR-renmotor.

Die nasleep van samesmeltings van neutronsterre

Die simulasies van die navorsers het getoon dat die radioaktiewe materiaal wat die swartgat-samesmeltings eerste ontsnap, kan beweeg met snelhede van ongeveer 20.000 tot 60.000 myl per sekonde, of tot ongeveer een derde van die ligspoed, aangesien dit binne 'n lang tyd weggeswaai word "gety stert."

"Dit sal vreemde materiaal wees wat met neutrone gelaai is," het Kasen gesê. "Aangesien die uitbreidende materiaal afkoel en dekomprimeer, kan die deeltjies in staat wees om saam te voeg tot die swaarste elemente." Hierdie nuutste navorsing toon hoe wetenskaplikes hierdie helder bondels swaar elemente kan vind.

'As ons LIGO-opsporings met teleskope kan opvolg en 'n radioaktiewe gloed kan opvang, kan ons uiteindelik die geboorteplek van die swaarste elemente in die heelal sien,' het hy gesê. 'Dit sou een van die langste vrae in astrofisika beantwoord.'

Die grootste deel van die samesmelting in 'n swartgat-neutron-ster-samesmelting sal na verwagting binne 'n millisekonde van die samesmelting deur die swart gat opgesuig word, en ander materiaal wat nie in die samesmelting weggeslinger word nie, sal waarskynlik 'n uiters digte, dun oliebolvormige halo van materie.

Daar word verwag dat die dun, warm skyf materiaal wat deur die swart gat gebind is, binne tien millisekondes van die samesmelting sal vorm en binne ongeveer 15 tot 70 myl daarvan sal konsentreer, het die simulasies getoon. Hierdie eerste tien millisekondes blyk die sleutel te wees in die langtermyn evolusie van hierdie skywe.

Oor tydskale wat wissel van tien millisekondes tot 'n paar sekondes, versprei die warmskyf en plaas meer materie in die ruimte. "'N Aantal fisiese prosesse - van magnetiese velde tot deeltjie-interaksies en kernreaksies - kombineer op ingewikkelde maniere om die evolusie van die skyf te dryf," het Rodrigo Fern & aacutendez, 'n assistent professor in fisika aan die Universiteit van Alberta in Kanada, gelei. een van die studies.

Fern & aacutendez, 'n voormalige UC Berkeley-postdoktorale navorser, sê simulasies wat op die Edison-superrekenaar van NERSC gedoen is, was van kardinale belang om te verstaan ​​hoe die skyf materie uitwerp en om leidrade te gee oor hoe om hierdie saak waar te neem.

Uiteindelik is dit moontlik vir sterrekundiges wat die naghemel skandeer om die 'naald in 'n hooiberg' van radioaktiewe kilonovae te vind uit samesmeltings van neutronsterre wat in die LIGO-data gemis is, het Kasen gesê.

"Met verbeterde modelle is ons beter in staat om die waarnemers presies te vertel watter ligflitse die seine is wat hulle soek," het hy gesê. Kasen werk ook daaraan om toenemend gesofistikeerde modelle van neutronster-samesmeltings en supernovas te bou deur sy betrokkenheid by die DOE Exascale Computing Project.

Namate die sensitiwiteit van gravitasiegolfdetektors verbeter, het Foucart gesê, kan dit moontlik wees om 'n deurlopende sein op te spoor wat geproduseer word deur selfs 'n klein bult op die oppervlak van 'n neutronster, byvoorbeeld, of seine van teoretiese eendimensionele voorwerpe bekend as kosmies. toutjies.

'Dit kan ons ook in staat stel om gebeure waar te neem wat ons nie eens voorgestel het nie,' het hy gesê.


Waarom die heelal leeg is?

Uitheemse lewe is waarskynlik, maar ons kan niemand sien nie. Daarom kan dit so wees dat daar êrens langs die trajek van die ontwikkeling van die lewe 'n massiewe en algemene uitdaging is wat die vreemde lewe beëindig voordat dit intelligent genoeg word en wyd genoeg is om te sien - 'n uitstekende filter.

Hierdie filter kan baie vorms aanneem. Dit kan wees dat dit uiters onwaarskynlik is om 'n planeet in die Gouelokkiesone te hê - die smal band rondom 'n ster waar dit nie te warm of te koud is om te bestaan ​​nie - en dat die planeet organiese molekules bevat wat in die lewe kan opgaar. Ons het baie planete waargeneem in die sone van verskillende sterre in die Goldilock-gebied (daar is ongeveer 40 miljard in die Melkweg), maar miskien is die omstandighede nog nie daar om lewenslank te bestaan ​​nie.

Die Groot Filter kan in die vroegste stadiums van die lewe plaasvind. Toe u in die bioskool op hoërskool was, sou u moontlik die refrein in u kop kon laat boor: 'mitochondria is die kragbron van die sel.' Ek het dit beslis gedoen. Maar mitochondria was op 'n stadium 'n aparte bakterie wat sy eie bestaan ​​geleef het. Op 'n stadium Aarde, 'n eensellige organisme, het probeer om een ​​van hierdie bakterieë te vreet, maar die bakterie het die sel saamgespan en nie meer verteer nie, en ekstra energie geproduseer wat die sel in staat gestel het om te ontwikkel op maniere wat tot hoër lewensvorme lei. dit kan so onwaarskynlik wees dat dit net een keer in die Melkweg gebeur het.

Of die filter kan die ontwikkeling van groot breine wees, soos ons het. Ons woon immers op 'n planeet vol baie wesens, en die soort intelligensie wat mense gehad het, het nog net een keer voorgekom. Dit kan oorweldigend waarskynlik wees dat lewende wesens op ander planete eenvoudig nie die energie-veeleisende neurale strukture benodig wat nodig is vir intelligensie nie.


LIGO bied sy derde samesmelting met swart gate aan

'N Derde swaartekraggolf is opgespoor deur fisici wat aan die LIGO-swaartekraggolfdetektore in die VSA werk. Die golf is geproduseer deur twee swart gate wat ongeveer 3 miljard ligjare van die aarde af saamgesmelt het. Die een swart gat was 31 keer massiewer as die son en die ander weeg teen 19 sonmassas. Die vorige twee waarnemings van swaartekraggolwe is ook geproduseer deur swartgat-samesmeltings, maar LIGO-navorsers dink dit is die eerste gebeurtenis waarin die draai van een van die samesmeltende swart gate in die teenoorgestelde rigting van die wentelrotasie van die swart gate.

Die jongste gravitasiegolfwaarneming is ook die verste van die drie swartgat-samesmeltings wat tot dusver gesien is, met die eerste en tweede opsporing onderskeidelik 1,3 en 1,4 miljard ligjare weg. Die samesmelting wat onlangs waargeneem is, het 'n swart gat van 49 sonmassas geskep, wat mooi sit tussen die eerste opsporing (62 sonmassas) en die tweede (21 sonmassas). Voordat LIGO sy eerste swaartekraggolwe in 2015 gesien het, het sterrekundiges geen idee gehad dat sulke sonmassa swart gate in die heelal bestaan ​​nie.

Die nuwe gebeurtenis, genaamd GW170104, is op 4 Januarie 2017 waargeneem toe seine wat ongeveer een tiende van 'n sekonde duur, in LIGO se twee detektore in Washington en Louisiana aangeteken is, wat reuse-interferometers is, wat elk bestaan ​​uit twee loodregte arms van 4 km lank. Laserlig beweeg heen en weer tussen spieëls aan weerskante van die arms en van hierdie lig word na 'n detector gestuur, waar steuring plaasvind. Wanneer 'n swaartekraggolf deur 'n LIGO-detektor gaan, kan die een arm effens rek en die ander saamdruk, waardeur die gemete interferensie verander word en die swaartekraggolf in regte tyd gemeet kan word.

Doodspiraal

Die pas waargenome gebeurtenis het begin toe twee swart gate mekaar in 'n doodspiraal nader. Terwyl die stelsel draai, saai dit swaartekraggolwe uit wat oor die kosmos versprei - sommige bereik die aarde. Die seine by Livingston en Hanford het die kenmerkende & # 8220chirp & # 8221 en & # 8220ringdown & # 8221 gesien in die vorige twee opsporings. Chirp beskryf die vinnige toename in die frekwensie en amplitude van die gravitasiegolf wat plaasvind net voor die swart gate saamsmelt. Ringdown is die swaartekrag wat deur die nie-sferiese saamgevoegde swart gat vrygestel word, terwyl dit ontspan om 'n sfeer te word.

LIGO-fisici het die massas van die twee aanvanklike swart gate sowel as die massa van die saamgevoegde voorwerp uitgewerk deur beide die getjirp en die ringdown te bestudeer. Die saamgevoegde swart gat het 49 sonmassas geweeg - die verskil word uitgestraal in die vorm van swaartekraggolwe.

Draai in die rondte

Nog 'n belangrike stukkie inligting wat van die gravitasiegolf verkry kan word, is die belyning van die intrinsieke hoekmomenta (of draai) van die swart gate. Behalwe om mekaar te wentel, kan elke swart gat op sy eie as draai - net soos die aarde dit doen. Wanneer die swart gate saamsmelt, kan die totale rotasiesnelheid van die saamgevoegde swart gat nie 'n sekere boonste grens oorskry nie. As die draaie van die twee samesmeltende swart gate in dieselfde rigting as die wentelbaan draai, moet 'n deel van die wentelmomentum weggegooi word om aan hierdie kriterium te voldoen voordat die samesmelting kan plaasvind. Dit word gedoen deur addisionele swaartekraggolwe voor die samesmelting uit te stuur.

Data van die eerste samesmelting van swart gate (GW150914), wat in 2015 aangeteken is, dui daarop dat die draai van albei swart gate in lyn is met die wentelmomentum. In die tweede opsporing (GW151226), wat verlede jaar opgeteken is, is daar bewyse dat die draai van een van die swart gate skuins kan wees met die draaihoekmomentum - maar steeds 'n komponent in die rigting van die wentelmomentum het. In GW170104 is dit egter moontlik dat die draai van ten minste een van die swart gate skuins is en 'n komponent in die teenoorgestelde rigting van die wentelhoekmoment het.

Volgens Bangalore Sathyaprakash van die Universiteit van Cardiff in die Verenigde Koninkryk, bied die relatiewe oriëntasies van die draai- en wentelmomenta van 'n binêre swart gat belangrike inligting oor hoe die stelsel gevorm is. As hulle in lyn is, is dit waarskynlik dat die stelsel in isolasie ontwikkel het as twee groot sterre wat dan in duie stort om 'n binêre swart gat te skep. Wanaanpassing dui daarop dat die swart gate apart gevorm het en dan bymekaar gekom het om 'n binêre stelsel te skep.

Regte statistieke

& # 8220Ons begin nou ware statistieke insamel oor binêre swartgatstelsels, & # 8221 sê Keita Kawabe van Caltech, wat gebaseer is op die LIGO Hanford-sterrewag. & # 8220Dit is interessant omdat sommige modelle van swartgat-binêre vorming selfs nou beter is as die ander, en in die toekoms kan ons dit verder beperk. & # 8221

Hierdie derde waarneming het ook LIGO-wetenskaplikes in staat gestel om modelle wat Albert Einstein se algemene relatiwiteitsteorie verander, verder te beperk. Einstein voorspel dat die spoed van 'n swaartekraggolf deur die leë ruimte onafhanklik is van die frekwensie van die golf. Dus sal enige afwyking van hierdie konstansie as 'n frekwensie-afhanklike vervorming van swaartekraggolfseine vertoon wat deur LIGO gesien word. Aangesien dit nie gesien is nie, blyk dit dat die algemene relatiwiteit ondanks die golwe wat so lang afstande deur die kosmos beweeg, hou.

& # 8220 Dit lyk asof Einstein reg was - selfs vir hierdie nuwe gebeurtenis, wat ongeveer twee keer verder is as ons eerste opsporing, & # 8221 sê die LIGO-fisikus Laura Cadonati van Georgia Tech. & # 8220Ons sien geen afwyking van die voorspellings van algemene relatiwiteit nie, en hierdie groter afstand help ons om die stelling met meer selfvertroue te maak. & # 8221

GW170104 is die eerste swaartekraggolfopsporing wat aangekondig is sedert LIGO met sy huidige waarnemingsloop in November 2016 begin het. Die LIGO-span het ook ses ander kandidaatgebeurtenisse tydens hierdie lopie geïdentifiseer, wat hulle nou ontleed. Die waarneming word in Fisiese oorsigbriewe.


12 antwoorde op & ldquo Het 'n Gamma Ray Burst vergesel van LIGO & # 8217s Gravity Wave Detection? & Rdquo

GBM = gammastraalbarstmonitor (een van die instrumente op die Fermi gammastraal-ruimteteleskoop).

Het hierdie verskynsel neutrino's veroorsaak wat opgespoor is?

Daar is 'n paar baie basiese probleme met hierdie & # 8220 swaartekraggolfopsporing & # 8221 uitspraak. Eerstens het niemand die presiese aard van swaartekrag voldoende beskryf nie. Dit is 'n krag met 'n bron wat nie geïdentifiseer is nie. Hoe kan dus vasgestel word dat dit in golfvorm bestaan? Wat is werklik opgespoor en werp dit lig op die fundamentele aard van swaartekrag?
Tweedens en van groot belang is die konsep van 'n & # 8220black hole & # 8221 soos uiteengesit deur die & # 8220standaardmodel & # 8221. Daar is 'n paar groeiende probleme met hierdie model. Onlangse radioteleskoopdata blyk die model te weerspreek of bevestig ten minste data wat die model nie kan verklaar nie. In die eerste plek weet ons nou dat & # 8220 swart gate & # 8221 nie swart of gate is nie. Daar is gedokumenteer dat hulle massiewe hoeveelhede elektromagnetiese straling (hoofsaaklik gamma) uitstraal, en daar is onlangs gevind dat dit verskeie plasmastralings sowel as lig uitstraal. 'N Belangrike bevinding wat onlangs gemaak is, word ook heeltemal opsy gesit en hierdie strukture word omring deur massiewe magnetiese velde. Magnetiese velde kom slegs voor in die teenwoordigheid van elektriese stroom. Dit is 'n sterk bewys dat hierdie & # 8220black gate & # 8221 (laat ons gebruik 'n nuttige term en noem dit & # 8220galactic sentrums & # 8221) is hoofsaaklik elektromagnetiese verskynsel. As dit die geval is, is daar een rasionele verklaring vir hul struktuur en 'n massiewe, vinnig draaiende plasmoïed. Hierdie model sal alle onlangse bevindings verreken en vereis nie dat die wette van fisika afgebreek moet word nie. Ons moet nie die feit miskyk dat die & # 8220sulariteit & # 8221 in die middel van 'n & # 8220blackgat & # 8221, sowel as die ongelooflike digtheid, vereis dat ons alle wette van fisika en chemie moet laat vaar nie. Die elektromagnetiese model vereis nie hierdie sprong van geloof nie.
Dit is hoogs onwaarskynlik dat swaartekrag die massiewe kragte in hierdie galaktiese sentrums kan waarneem. Dit maak net nie sin nie. Elektromagnetiese kragte is tien tot die 39ste keer kragtiger as swaartekrag en kan maklik rekenskap gee van die vorming van sterrestelsels sonder die behoefte aan donker materie of & # 8220black gate & # 8221. Dit kan 'n uitstekende saak wees vir die toepassing van Ocam & # 8221 s Razor. In werklikheid het Anthony Peratt in Los Alamos die vorming van spiraalvormige sterrestelsels getoon deur slegs elektriese stroom, magnetiese velde en plasma te gebruik. Onsigbare donker materie of die afbreek van die wette van die fisika was nie nodig nie.
Ek vind dit meer as toevallig dat ons son (sterre) 'n oppervlak het wat bestaan ​​uit plasma en massiewe magnetiese velde. Die mees onlangse bevindings van die IBEX-missie is in 'n reeks van 14 artikels in die Astrophysical Journal Supplement van Oktober 2015 gepubliseer. Hulle het massiewe interstellêre en intergalaktiese stromings van helium gedokumenteer wat in en uit die son vloei. Ander onlangse NASA-missies het aangetoon dat massiewe magnetiese velde nie net sterre nie, maar ook hele sterrestelsels omring.
Sonder om die punt verder te bespreek, is dit voldoende om te sê dat die bevinding van gammastraalemissie deur die LIGO slegs diegene moet verbaas wat swaartekrag as die dryfkrag vir die vorming van sterre en sterrestelsels beskou. As daar gekyk word na die hele hoeveelheid bewyse wat onlangs deur die jongste bevindings oor radioteleskoop verkry is, sou dit verwag kon word.
Dit is die probleem met die & # 8220standaardmodel & # 8221. Dit het geen voorspellingswaarde nie. Die onlangse dokumentasie van & # 8220ster kwekerye & # 8221 wat langs & # 8220filamente & # 8221 gevorm het, was ook vir kosmoloë verontrustend. Hierdie bevinding is voorspel deur die elektromagnetiese model. Donald Scott het die meganisme hiervoor aangebied tydens die 2009 NASA-geborgde Goddard Colloquim on Engineering. Hy het die beginsels van elektriese ingenieurswese wat verantwoordelik is vir die vorming van sterre, duidelik uiteengesit, veral die massiewe aanwas-kragte wat by 'n knippie & # 8220Z voorkom & # 8221.
Maar wat van die presiese aard van swaartekrag? Die beste verduideliking wat ek gesien het, is deur Wal Thornhill en getiteld & # 8220The Long Road to Understanding Gravity & # 8221. Hy maak 'n vaste en wetenskaplik gesonde saak dat swaartekrag eintlik 'n elektromagnetiese verskynsel is, al is dit relatief swak. Daar moet uitgebreide navorsing gedoen word om hierdie model te evalueer.
Ek besef dat sommige van die konsepte wat ek genoem het direk teen algemeen aanvaarde denktendense vloei. Maar hulle word ondersteun deur die jongste gegewens en verdien ten minste 'n deeglike evaluering. Vir diegene wat baie belê is in die & # 8220standaardmodel & # 8221, is ek seker dat hulle ontslaan sal word sonder om te dink. Dit is omdat kosmologie vandag 'n godsdiens geword het waar slegs geloof nodig is om die feit vas te stel. Die wetenskaplike drieklank van waarneming, teorie en eksperimentele bewys is weggegooi ten gunste van wiskundige modelle. As sodanig is dit 'n kaartehuis wat wag om te val, want die vooruitgang in radiosterrekunde vind die een teenstrydigheid na die ander, wat lei tot die uiteindelike ongeldigmaking daarvan.

Die gebruik van aanhalingstekens is nie net grammatikaal nie korrek nie, dit is 'n teken dat u iets verkleineer, wat beteken dat u al die hulp nodig het om dit te verneder. En in ag genome die gebrek aan vlieg rondom u klein diatribe, is u regtig desperaat om korrek te lyk. Jy is verkeerd. Dit het gebeur en presies hoe dit 101 jaar gelede voorspel is. GWD = brand vir die elektriese heelal, alhoewel dit nou al 'n paar dekades die geval was vir die enorme persent van ons wat nie deur hucksters geflous word nie. (BTW, met kleinletters soos ek net daar is 'n ander vorm van verkleineer. Net ek doen dit omdat dit lekker is)

& # 8220Hierdie enorme & # 8220 & # 8221 & # 8221 & # 8221 & # 8221 ontdekking & # 8221 & # 8221 & # 8221 & # 8221 & # 8221 & # 8221 en die duisende duisende & # 8220 & # 8221 & # 8221 & # 8221 & # 8221 wetenskaplikes & # 8221 & # 8221 & # 8221 & # 8221 & # 8221 wat dit eens is dat dit & # 8220 & # 8221 & # 8221 & # 8221 & # 8221 & # 8221 waar is & # 8221 & # 8221 & # 8221 & # 8221 & # 8221 & # 8221 MOET verkeerd wees omdat dit strydig is met wat ek glo hier, ek sal dit een keer bewys weereens my goed gememoriseerde en belaglik lang pat reaksie weer oplewer. meer. tyd & # 8230. & # 8221!


Die chirale magnetiese effek en anomalie-geïnduseerde vervoer

3 CME: huidige ontwikkelinge

Dit is onmoontlik om al die onlangse artikels oor die CME en verwante verskynsels te lys - vir resensies gewy aan verskillende aspekte van chirale stelsels in magnetiese veld, sien bv. die onlangse bundel [1]. Hieronder noem ek enkele van die huidige navorsingsaanwysings en verwys na verteenwoordigende artikels.

3.1 CME en holografie

"Die sleutel tot groei is die bekendstelling van hoër bewussynsdimensies in ons bewustheid."

Lao Tzu

Omdat die oorsprong van CME topologies is, word verwag dat die effek selfs by sterk koppeling sal voortbestaan. Die limiet van sterk koppeling is teoreties deur die holografiese korrespondensie toeganklik, en die CME is breedvoerig bestudeer in hierdie benadering, sien bv. [77,107–111,87,88,112], resensies [113–116] en verwysings daarin.

'N Verskynsel soortgelyk aan CME ontstaan ​​wanneer daar 'n hoekmomentum (vortisiteit) in plaas van magnetiese veld is - dit is die sogenaamde Chiral Vortical Effect (CVE) wat binne die holografiese korrespondensie in [65,66] bestudeer is. Daar is aangevoer dat die CVE verband hou met die gravitasie-anomalie [117–121] in 'n holografiese opset. Die CVE word beskryf deur 'n gemengde maat-gravitasie-term Chern – Simons.

Die moontlike verband met gravitasie-anomalie is baie intrigerend en moet verder ondersoek word. In die besonder kan die temperatuurgradiënt ingevoer word deur middel van 'n effektiewe gravitasiepotensiaal [122,123], en onlangs is daarop gewys dat dit deur die anomalie lei tot 'n nuwe bydrae tot die CVE vir ruimtelik onhomogene stelsels [124]. 'N Ander effek wat ontstaan ​​in die teenwoordigheid van onhomogene temperatuurverspreiding, is die' chirale hitte-effek '[125] - die vloei van termiese stroom loodreg op die gradiënt van die temperatuur.

3.2 CME en chirale hidrodinamika

Die volharding van CME by sterk koppeling en klein frekwensies maak die hidrodinamiese beskrywing van die effek moontlik, en dit kom inderdaad natuurlik na vore binne die relativistiese hidrodinamika soos aangetoon deur Son en Surowka [35]. Daar is gevind dat die kwantumafwykings in die algemeen hidrodinamika op 'n belangrike manier verander, sien [126] vir 'n oorsig, en verwysings [127,112,128-137] vir verteenwoordigende voorbeelde van die voortgaande oorspronklike werk. Die beginsel van "geen entropieproduksie vanuit anomale terme" is gebruik om die relativistiese konforme hidrodinamika in die tweede orde in die afgeleide uitbreiding te beperk, waar dit 13 uit 18 anomale transportkoëffisiënte analities kan bereken [34]. Daar is gevind dat anomale hidrodinamika nuwe gaplose kollektiewe opwinding besit - die 'chirale magnetiese golwe' [138], sien ook [139]. Hulle is analoog aan klank, maar in sterk magnetiese veld versprei hulle hulle in die rigting van die veld met die snelheid van die lig [138]. 'N Interessante, oop probleem is die wisselwerking tussen die CMW en die abnormale nulklank wat in [140] bestudeer is.

Anomalieë is van groot belang vir vervoer, aangesien dit dit moontlik maak om heffings te vervoer sonder dat dit verdwyn. Dit is die gevolg van die P- en T-ewe aard van die ooreenstemmende vervoerkoëffisiënte. Die bestaan ​​van CME en CVE in hidrodinamika is ook interessant om die volgende rede - gewoonlik dink u binne die raamwerk van die kwantumveldteorie aan kwantumafwykings as aan UV-verskynsels wat voortspruit uit die regulering van lusdiagramme. Ons sien egter nou dat die afwykings ook die groot afstand, lae frekwensie, respons van relativistiese vloeistowwe verander. Dit is omdat die afwykings die fermione verbind met die wêreldwye topologie van maatvelde. Die veel meer bekende voorbeeld van die IR-verskynsel wat deur die anomalie veroorsaak word, is die verval van neutrale pion in twee fotone.

3.3 CME en kinetiese teorie

Kinetiese teorie het bewys dat dit nuttig is om die benadering tot ewewig te behandel. 'N Interessante vraag is of die chirale anomalie konsekwent in die kinetiese beskrywing opgeneem kan word. Hierdie vraag is bespreek in 'n aantal onlangse studies [141–149], en die antwoord is positief. Vir die kinetiese beskrywing van die anomalie, blyk dit gerieflik om die konsep van magnetiese monopool in die momentumruimte in te voer met die ooreenstemmende Berry-vloed, soos oorspronklik voorgestaan ​​deur Volovik [102].

3.4 CME weg van ewewig

'N Baie interessante oop probleem is die intydse dinamika van die CME weg van ewewig wat ons kortliks aangeraak het met behulp van die Onsager-verhoudings in Afdeling 2. Hierdie studies begin net, dus noem ons slegs enkele voorbeelde. The paper [150] addresses the decay of topological defects in magnetic field, and observes the emergence of CME current away from equilibrium. The self-consistent time evolution of magnetic field coupled by the anomaly to the chiral chemical potential in relativistic plasma in the presence of dissipation is analyzed in Ref. [151] . Another interesting example is the computation of the out-of-equilibrium CME in a holographic setup [152] , where the gravitational dual is the mass shell with a finite axial charge density that undergoes a gravitational collapse to a charged black hole.

The last example refers to the description of jet fragmentation within an effective dimensionally reduced theory [153] along the lines originally proposed by Casher, Kogut and Susskind [154] . It appears that the jet fragmentation process in this approach can be described as a propagation of the Chiral Magnetic Wave away from equilibrium the corresponding oscillations of electric charge give rise to an intense electromagnetic radiation, possibly linking the origin of the “anomalous soft photon puzzle” to the chiral anomaly [153] .

3.5 CME in heavy ion collisions at RHIC and LHC

As explained in Section 2 , the CME predicts the existence of the fluctuations of P-odd azimuthal asymmetries of charged hadrons that have the opposite sign for the same and opposite charge hadrons. Such fluctuations consistent with the CME have been experimentally observed at RHIC by the STAR Collaboration [60,61] . A recent high statistics study by STAR confirms the existence of the effect, and finds that the separation of charge is predominantly orthogonal to the reaction plane [155] , as expected for the CME [55] .

The effect has been also observed at the LHC by the ALICE Collaboration [156,157] , with a magnitude similar to the RHIC result. Note that the similarity of the effect at RHIC and LHC energies may be simply explained by the scaling of magnetic flux through the plasma — while the magnetic field at early times of the collision is proportional to the γ factor, the longitudinal size of the region occupied by the produced matter shrinks as ∼ 1 / γ , so the magnetic flux, and thus the chiral magnetic current, are roughly independent of energy.

A number of alternative explanations of the observed effect has been proposed, see e.g. [158–160] . The work on the quantitative computation of the CME-induced charge asymmetries has also begun, see for example [161–166] . A universal feature of all of the backgrounds to CME proposed so far is that the observed effect is attributed to a combination of the elliptic flow v 2 (see Eq. (29) for a definition) with a charge-dependent correlation. It is thus very important to establish whether the observed effect is driven by magnetic field or by the elliptic flow.

A decisive test of this can be performed in uraniaum–uranium collisions, as proposed by Voloshin [167] . The idea is the following: the U nucleus is significantly deformed, and therefore even in a central collision with no spectator nucleons the produced quark–gluon matter will be almond-shaped. The pressure gradients will thus be anisotropic, and will create a substantial elliptic flow v 2 . On the other hand, since the collision is central and there are no spectators, the magnetic field will be close to zero. Therefore, if the effect observed in A u A u collisions is due to a mundane background driven by v 2 , it should persist in central U U collisions, whereas if it is driven by magnetic field (like the CME) the effect should vanish. The first U U experimental results indicate the absence of the effect in central collisions, consistent with CME [168,169] — but, needless to say, the experimental studies have to be continued.

There is a number of ongoing theoretical developments aimed at a quantitative understanding of the observed effect. Among important ingredients are the event-by-event fluctuations of magnetic field induced by the geometry of the collisions [170,171] , the time evolution of magnetic field in the conducting medium [172–175] , and a quantitative theory of CME in non-stationary setups [176,177,152] .

In addition to the fluctuating dipole moment, the charge distribution of the quark–gluon plasma can possess the permanent quadrupole deformation induced by the Chiral Magnetic Wave (CMW) [138] in the presence of a vector (baryon or electric) charge density [178] . Based on this, we predict the charge dependence of the elliptic flow that is linear in the charge asymmetry [178] . This prediction has been tested experimentally by STAR Collaboration [179] , and the expected charge dependence has been observed. The quantitative studies of the effects induced by the CMW in a more realistic setup are underway, see e.g. [180–184] .

3.6 CME in the Early Universe

“We came whirling out of nothingness scattering stars like dust”.

Rumi (1207–1273)

A very intriguing application of CME that stimulated some of the early work [86,99,100,97] described above in Section 2 is the generation of primordial magnetic fields in the Early Universe. The chirality imbalance in the primordial electroweak plasma can be converted by the anomaly into a helical magnetic field configuration with non-zero Chern–Simons number.

Among the recent developments are the transfer of magnetic helicity from small to large scales [151] , study of the conversion of the electroweak plasma into a horizon-scale helical magnetic field [185] , and the realization that leptogenesis can give rise to right-handed helical magnetic field that is coherent on astrophysical length scales [186] . Similar ideas have been developed in the series of papers [187–189] .

The CVE has been found to lead to the production of the helical magnetic field in the turbulent electroweak plasma [190] , whereas the CME amplifies the growth of the field.

A particularly intriguing option for the Universe is the inflation driven by a pseudo-scalar inflaton — for example, a pseudo-Nambu–Goldstone boson [191] or an axion [192] . In this case the entire Universe would be parity-odd, and the coupling to gauge fields would induce CME currents on cosmological scales. In particular, this cosmological parity violation would be imprinted in the Cosmic Microwave Background, as discussed recently in [193–196] . Because of an explicit out-of-equilibrium nature of inflation, this problem is naturally linked to the issues discussed in Section 3.4 .

3.7 CME in condensed matter physics: Weyl semimetals

Recently, it has been realized that the triangle anomalies and the Chiral Magnetic Effect can be realized also in a condensed matter system — a ( 3 + 1 )-dimensional Weyl semi-metal [103–105] . The existence of “substances intermediate between metals and dielectrics” with the point touchings of the valence and conduction bands in the Brillouin zone was anticipated long time ago [101] .

In the vicinity of the point touching, the dispersion relation of the quasiparticles is approximately linear, as described by the Hamiltonian H = ± v F σ → ⋅ k → , where v F is the Fermi velocity of the quasi-particle, k → is the momentum in the first Brillouin zone, and σ → are the Pauli matrices. This Hamiltonian describes massless particles with positive or negative (depending on the sign) chiralities, e.g. neutrinos, and the corresponding wave equation is known as the Weyl equation — hence the name Weyl semimetal [103] .

Weyl semimetals are closely related to 2D graphene [197] , and to the topological insulators [198,102] — 3D materials with a gapped bulk and a surface supporting gapless excitations. Specific realizations of Weyl semimetals have been proposed, including doped silver chalcogenides A g 2 + δ S e and A g 2 + δ T e [199] , pyrochlore iridates A 2 I r 2 O 7 [103] , and a multilayer heterostructure composed of identical thin films of a magnetically doped 3D topological insulator, separated by ordinary-insulator spacer layers [104] . Recently, the conditions for the CME in Weyl semimetals and a number of other transport phenomena induced by the anomaly were investigated in [200–204,148,205,206] .


Moving Entanglement to the Macroscopic World

Until recently, the concept of entanglement has been confined to the very small microscopic world. But in recent years, this has moved to larger and larger objects. (A group in 2018 succeeded in putting objects 20 microns across in an entangled state).

This time, a group from the Niels Bohr Institute at the University of Copenhagen succeeded in putting two very anders objects into entanglement with one another - the motion of a mechanical oscillator, or a drum, several millimeters long and 13nm thick, and a cloud of a billion cesium atoms acting as a collective atomic spin oscillator. As photons passed between the two objects, they became entangled, so that the motion of the drum became correlated with the cloud of atoms.

Die ongefilterde waarheid agter menslike magnetisme, entstowwe en COVID-19

Uitgelê: Waarom hierdie week se 'Strawberry Moon' so laag, so laat en so helder sal wees

Mars, Venus en 'n 'Super Solstice Strawberry Moon' -vonkel in skemer: wat jy hierdie week in die naghemel kan sien

Putting different macroscopic materials in an entangled state is a big deal. “The bigger the objects, the further apart they are, the more disparate they are, the more interesting entanglement becomes from both fundamental and applied perspectives,” says one of the authors, Professor Eugene Polzik. “With the new result, entanglement between very different objects has become possible”.


Black Hole Growth Self-Limiting, Simulation Shows

The energy created when black holes merge contributes to star formation while blowing gas to the outskirts of a galaxy, creating a limit as to how much the black hole can consume, a new computer simulation shows.

The work helps confirm what astronomers have increasingly suspected in recent years, that black holes are integral players in the process of galaxy building. It also meshes nicely with several observations.

In the crowded early universe, small young galaxies collided and merged frequently, according to the leading theory of galaxy formation. Most of these nascent galaxies would have had modest black holes. The black holes also merged, scientists figure, leading to supermassive black holes that anchor most large galaxies observed today.

Black holes can't be seen, but they are detected by noting their gravitational effect on the stars and gas in a galaxy.

Black holes have a reputation for sucking in everything, but in fact they lure distant material with no more force than any other object of equal heft a black hole's mass determines its gravitational effect. The most supermassive black holes typically contain less than 1 percent of the mass of a galaxy.

Yet because black holes are very compact, their gravitational tug on nearby objects is phenomenal.

Gas is accelerated to a significant fraction of light-speed as it spirals inward to a black hole. The gas is superheated into a fourth state of matter called plasma. The plasma emits tremendous radiation, from radio waves to visible light and X-rays. Observations of this radiation provide another clue to the presence of a black hole.

Theorists have said the whole process would create a cosmic wind that would blow material away from the black hole. A Penn State study in 2003 found evidence for this greatest of all winds from distant super-bright galaxies called quasars.

The intense radiation and fog of gas around a quasar prevents astronomers from seeing what's going on inside -- it's like trying to spot the mechanism inside a glaring light bulb -- so firm conclusions about the process are difficult.

In the new simulation, merging black holes consume surrounding gas. But the quasar it generates then blows surrounding gas to the fringes of the galaxy.

"We've discovered that the energy released by black holes during a quasar phase powers a strong wind that prevents material from falling into the black hole," said Volker Springel at the Max-Planck Institute for Astrophysics. "This process inhibits further black hole growth and shuts off the quasar, just as star formation stops inside a galaxy. As a result, the black hole mass and the mass of stars in a galaxy are closely linked."

The simulation meshes nicely with observations that reveal quasars were common in the early universe and are rare in modern times. Theorists have assumed that the quasar phase is relatively brief, and that today's galaxies, many of which are seen to be huge but not dramatically bright, have matured beyond the quasar phase.

"Our results also explain for the first time why the quasar lifetime is such a short phase compared to the life of a galaxy," Springel said.

The simulations are also in agreement with observations suggesting that a galaxy's star content is directly related to its black hole.

"In recent years, scientists have begun to appreciate that the total mass of stars in today's galaxies corresponds directly to the size of a galaxy's black hole, but until now, no one could account for this observed relationship," said Tiziana Di Matteo, associate professor of physics at Carnegie Mellon. "Using our simulations has given us a completely new way to explore this problem."

In the virtual mergers, black holes in small galaxies blow the gas away quickly, so few stars are formed. Larger galaxies have more gas and a more massive black hole, and more stars form.

The results are detailed in the Feb. 10 issue of the journal Aard.

Previous studies have suggested that a quasar's wind would compress gas, forcing a knot of the gas to collapse and form stars. And observations released earlier this year showed that an intense beam of material ejected along the poles of a rotating black hole can also trigger bouts of star formation.


Black Hole Farming Naked singularity and Cosmic censorship hypothesis

So we've talked before about using a black hole's momentum as a power source or a way to store energy.

here's some afterthoughts on how to charge up our ➺ttery' for the "civilizations at the end of time" series

(Penrose process with actual matter)

Mathematical Theory of Black Holes Chandrasekhar

it is important to note that with this process, the only energy that we can get back from the black hole is the energy/mass associated with its rotation, not the "irreducible" mass/ rest mass if you will. The latter could only be recovered with H. radiation, assuming it exists en behave roughly as we think.

More generally, the energy can also be "stored" in the form of angular momentum with things orbiting each other. We can steal their energy doing any kind of gravity assist (including the "Halo drive" thingy). So if we have too much energy laying around one way could be to either force to massive object toward each other in a way that forces them to orbit one another or by spinning something really fast and retrieve that energy in a conventional manner (usable work or friction from a flywheel) or by adding hoekig momentum to a spherical event horizon and retrieve that via the aforementioned process.

Now on theory we can do anything, e.g. use our excess energy to accelerate something and send it down a black hole on a trajectory that make it so that it adds to the angular momentum. Given high speeds, all matter that we send down there could have only a negligible amount of rest mass/energy when compared to the relativistic kinetic energy and so the trade-off of energy stored compared to energy lost (rest mass added to the black hole) isn't so bad. Indeed, for practical uses we might not want to dump too much "dead" mass into the black hole because mass could be valuable and losing it to the black hole might not be a good idea since it would take some time for us to recover that mass-energy from Hawking radiation since it could be huge black hole we're talking about.

From an engineering perspective however it might be difficult to add kinetic energy to something that move very fast compared to the installation (see the limits of rail-guns) so a little, and probably insignificant*, bonus could be added via spinning the object and sending it down there with its axis of rotation aligned with that of the black hole. We need to spin it in the same "direction", that is : same convention of clockwise/counterclockwise and same axis of rotation to avoid unbalancing our black hole and maximize the rotational energy you effectively transfer to it. And if all works properly, the angular momentum of our object will be added to the black hole.

From a basic physics perspective, the recoil suffered by the installation doing the transfer can be countered by placing said station between carefully placed black holes and alternatively send the projectile to one then the other. (Note that we still consider negligible the imbalance in momentum created by the capture of projectile by the black hole, we only consider that the speed increase of the installation may not be negligible anymore if we fire even a "light" projectile with enough speed.) Another way could be to have the installation orbit the black hole at a slower speed than necessary to keep it afloat at a given "distance" and use the recoil from the all the projectile firing to counteract the unbalance.

*The problem is that you can only spin it as fast as it can handle before tearing itself apart which really isn't much for most material. The best would probably be something like the thinnest possible cylinder made out of an extremely heavy and resilient material being rotated around its axis of revolution, in order to reduce the tensile stresses. We might do even better by artificially collapsing into a micro black hole something that is already spinning at its tensile strength limit, so as to allow us to spin it even more without ripping it apart. The gain from doing that however is rather dubious.

The best way would be to only add momentum/energy to the black hole without adding rest mass/energy. Instead of railgun-ing matter down a black hole we could also shove a light beam in there. So no need to add physical mass (like throwing actual stuff into it), just energy/momentum (beamed through a laser for instance though the light need not be coherent at all).

(Penrose-ish process with light)

Making sure to conserve the rotational energy already present all around the galaxy.

As time passes, the chances of black holes merging together increases and the chances that two black holes with the exact same rotation axis merge together is pretty slim. For instance, with the merging of two black holes with their axis of rotation in opposite direction relative to each other, their rotational energy is "lost"/converted into irreducible mass/energy. To avoid this it, on might prefer to map the black holes in our region, their mass and rotational axis, and make sure to prevent them from "eating" something that would lower their angular momentum or to merge those whose rotational axis are closely pointing in the same direction. Indeed, if we can (relatively) easily move black holes themselves to a specific destination within a reasonable amount of time, you might want to just merge two black holes with the same axis of rotation -or close to- (i don't know of way to permanently change the direction of the axis of rotation without precession and without losing actual mass or energy to the black hole in the process) and, of course, same clockwise/counterclockwise pattern as the other black hole. This would effectively result in the same thing as the idea before except that you got a black hole of double (or more) the mass at the end, which is not desirable since it significantly delays any retrieval of pure mass-energy from the black hole through H.Radiation

The energy stored in angular momentum seems rather limited compared to what could be stored by adding an electric charge to the black hole. The effect of charged particles interacting with a highly charged and rotating black hole do not have even the slightest indirect experimental data. But some studies tend to conclude that if GR correctly depicts reality then the previously mentioned interactions would far exceed the efficiency of energy retrieval and potentially the total energy stored with a black hole. Naturally occurring black hole can only have a slight charge, if any, but from an SFIA point of view nothing prevents us from using the example of an installation railgun-ing projectiles in opposite directions toward two black holes and replace the inert projectiles with a couple made out of electron/positron which would also add charge to the clack hole. Though with that we are back to square one in terms of adding unnecessary irreducible mass to the system since there are no charged mass-less carrier. So we we still lose something "[. ] the Stone black hole demands a sacrifice".

However, assuming we can still trust GR all the way through, adding angular momentum or electric charge to a black hole could potentially create a naked singularity.

All papers that looked into the possible mechanisms preventing this looked at either the angular momentum alone or the electric charge alone, and made assumption relying on what can "naturally" occur. Obviously, with what we see on SFIA, the total impossibility of creating a naked singularity is less certain. Heavy doubt is cast by most scientist about that possibility, arguing that it could break causality or render the surrounding environment not predictable with GR and other things.

What are your thoughts on that?

quick links for an overview:

"Fast-spinning black holes might reveal all" Marcus Chown, (New Scientist, August 2009)

"Do Naked Singularities Break the Rules of Physics?" Pankaj S. Joshi, (Scientific American, January 2009.)