Astronomowie mają trudności z wyjaśnieniem, dlaczego nigdzie nie można znaleźć starożytnych czarnych dziur

Teoria ta może zmienić nasze rozumienie wczesnego Wszechświata.

Czarna magia

Kiedy 13,8 miliarda lat temu Wielki Wybuch dał początek naszemu wszechświatowi, czarne dziury jako pierwsze wyłoniły się z wyłaniającego się kotła gorącej, jednorodnej materii. Jednak różnił się on nieco od tego, który znamy dzisiaj.

Uważa się, że te starożytne obiekty, zwane pierwotnymi czarnymi dziurami, są niewiarygodnie małe – być może wielkości atomu – i niezwykle liczne. Jednak pomimo ich kluczowej roli w naszym rozumieniu wczesnego Wszechświata, pozostają one hipotetyczne, ponieważ astronomom nigdy nie udało się znaleźć żadnego w kosmicznym mikrofalowym tle (CMB), pozostałości najstarszego światła we wszechświecie.

Grozi to powstaniem dziur w powszechnych modelach kosmologicznych. Teraz zespół badaczy twierdzi, że ma wyjaśnienie, szczegółowo opisane w dwóch… nowy studia: Liczba pierwotnych czarnych dziur może być znacznie mniejsza niż wcześniej sądzono.

„Wielu badaczy uważa, że ​​są one mocnym kandydatem na ciemną materię, ale musiałoby być ich wiele, aby spełniała tę teorię” – powiedział Jason Christiano, współautor badań i absolwent Uniwersytetu Tokijskiego. A oświadczenie o pracę.

Dodał, że pomimo poważnych powodów ich liczebności „nie widzieliśmy żadnego z nich bezpośrednio, a teraz mamy model, który powinien wyjaśnić, dlaczego tak się dzieje”.

Co tworzy fale

Jak powiedział Christian, kusząca jest wiara, że ​​pierwotne czarne dziury istnieją wszędzie, ponieważ mogą precyzyjnie wyjaśnić istnienie ciemnej materii, tajemniczej substancji, która stanowi ponad 85% całkowitej masy wszechświata.

Ponieważ same czarne dziury są niewidoczne i można je obserwować jedynie pod wpływem ich grawitacji, niezwykle trudno byłoby wykryć pierwotne czarne dziury o tak małych rozmiarach. Z tych powodów wielu astronomów uważa, że ​​to właśnie tam może ukrywać się cała ciemna materia.

Może jednak nie. Według naukowców pierwotne czarne dziury powstają w wyniku zapadania się fal grawitacyjnych o krótkich, ale potężnych długościach fal. W momencie ich powstania, wkrótce po Wielkim Wybuchu, wszechświat był stosunkowo młody, co pozwalało na istnienie potężnych fal tworzących czarne dziury.

Jednak stosując obecne rozumienie kwantowej teorii pola do obserwacji KMPT, badacze stawiają hipotezę, że te fale również mogą nie być tak liczne, jak sądziliśmy.

„Odkryliśmy, że te małe, ale potężne fale mogą przełożyć się na niewytłumaczalne wzmocnienie znacznie dłuższych fal, które widzimy w obecnym CMB” – powiedział współautor Junichi Yokoyama z Instytutu Fizyki i Matematyki Kavli na Uniwersytecie Tokijskim. Wszechświat jest w stwierdzeniu.

„Podczas gdy pojedyncze fale krótkie byłyby stosunkowo bezsilne, spójne grupy byłyby w stanie odtworzyć fale znacznie większe od nich samych” – dodał.

To przekonująca teoria, ale nie otrzymamy bardziej ostatecznych odpowiedzi, dopóki nie będziemy mieli w kosmosie obserwatoriów fal grawitacyjnych.

Więcej o czarnych dziurach: Naukowcy próbują wyjaśnić, dlaczego setki gwiazd znikają z nocnego nieba