Οι μαύρες τρύπες και το πολυσύμπαν θα μπορούσαν να ευθύνονται για όλη τη σκοτεινή ύλη, ισχυρίζονται οι αστρονόμοι

Οι μαύρες τρύπες που σχηματίστηκαν στις πρώτες στιγμές του Σύμπαντος θα μπορούσαν να εξηγήσουν τη σκοτεινή ύλη, ισχυρίστηκαν οι φυσικοί. Λένε επίσης ότι μερικές από αυτές τις μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να περιέχουν «μικρά σύμπαντα» που δεν θα μάθουν ποτέ ότι υπάρχουμε.

Στην αρχή, το Σύμπαν ήταν απίστευτα ζεστό και πυκνό – τόσο πολύ που μια τυχαία τοπική διακύμανση που αύξησε την πυκνότητα μιας περιοχής μόνο κατά 50 τοις εκατό θα ήταν αρκετή για να προκαλέσει βαρυτική κατάρρευση σε μια μαύρη τρύπα. Σε αντίθεση με τις μαύρες τρύπες που βλέπουμε στο σύγχρονο Σύμπαν μας, οι υποθετικές «αρχέγονες» μαύρες τρύπες που δημιουργήθηκαν αυτή τη στιγμή δεν σχηματίστηκαν από ένα αστέρι που καταρρέει, πράγμα που σημαίνει ότι θα μπορούσαν να έχουν ένα ευρύ φάσμα μαζών, συμπεριλαμβανομένων πολύ μικρών.

Δεδομένου ότι μπορεί να είναι μικροσκοπικές και να μην εκπέμπουν φως, οι αρχέγονες μαύρες τρύπες είναι πιθανός υποψήφιος για τη σκοτεινή ύλη, το μυστηριώδες υλικό που αποτελεί περίπου το 85 τοις εκατό της συνολικής ύλης στο Σύμπαν και δεν μπορεί να φανεί μέσω τηλεσκοπίων.

Λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, η διαστολή του Σύμπαντος επιταχύνθηκε. Αυτή η φάση της ταχύτερης από το φως διαστολής είναι γνωστή ως πληθωρισμός.

Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, είναι θεωρητικά δυνατό να σχηματιστούν φυσαλίδες «ψευδούς κενού» – δηλαδή φυσαλίδες του χώρου που έχουν μεγαλύτερη ενέργεια από τον χώρο που τις περιβάλλει. Οι ψευδείς φυσαλίδες κενού είναι «μετασταθερές», που σημαίνει ότι είναι περισσότερο ή λιγότερο σταθερές, αλλά, όπως ένα ποδόσφαιρο ισορροπημένο στην κορυφή ενός λόφου, ένα μικρό λάκτισμα μπορεί να τις φέρει σε μια πιο σταθερή κατάσταση χαμηλότερης ενέργειας.

Διαβάστε περισσότερα για την κοσμολογία:

• Οι έξι αριθμοί που ορίζουν ολόκληρο το Σύμπαν
• Οι ρωγμές στην κοσμολογία:Γιατί το Σύμπαν μας δεν αθροίζεται

Υπάρχει ένα κρίσιμο μέγεθος που καθορίζει τι γίνεται με αυτές τις ψευδείς φυσαλίδες κενού. Εάν, όταν εμφανιστούν, είναι μικρότερα από αυτό το μέγεθος, θα καταρρεύσουν. Η ενέργεια που απελευθερώνουν σε τόσο μικρό όγκο θα πυροδοτήσει το σχηματισμό μιας αρχέγονης μαύρης τρύπας.

Εάν η ψεύτικη φυσαλίδα κενού είναι μεγαλύτερη από το κρίσιμο μέγεθος, λένε οι ερευνητές, η φυσαλίδα θα επεκταθεί γρήγορα, στη συνέχεια θα συσπαστεί ξαφνικά και θα καταρρεύσει σε μια μαύρη τρύπα. Ωστόσο, αν και θα φαινόταν να είναι μια αρχέγονη μαύρη τρύπα για εμάς, ένας παρατηρητής στο μέσα της μαύρης τρύπας θα έβλεπαν τους εαυτούς τους σε ένα διαστελλόμενο «σύμπαν μωρών».

Δεδομένου ότι κανένα φως δεν μπορεί να διαφύγει από μια μαύρη τρύπα, οτιδήποτε υπήρχε μέσα σε αυτό το μωρό σύμπαν δεν θα γνώριζε ποτέ ότι υπάρχει το Σύμπαν μας.

Αυτό θα σήμαινε ότι ο κόσμος μας υπήρχε ως μέρος ενός πολυσύμπαντος και η σκοτεινή ύλη είναι στην πραγματικότητα το αποτέλεσμα της βαρύτητας αυτών των μωρών συμπάντων.

Οι ερευνητές λένε ότι η Hyper Suprime-Cam στο τηλεσκόπιο Subaru στη Χαβάη, ενώ παρατήρησε τον Γαλαξία της Ανδρομέδας, εντόπισε ένα γεγονός που συνάδει με το πώς θα περίμεναν να μοιάζουν οι αρχέγονες μαύρες τρύπες.

Η ομάδα έχει ξεκινήσει μια βαθύτερη αναζήτηση για αρχέγονες μαύρες τρύπες, χρησιμοποιώντας την Hyper Suprime-Cam, για να αποδείξει εάν αυτή η θεωρία του πολυσύμπαντος θα μπορούσε ή όχι να λύσει το πρόβλημα της σκοτεινής ύλης.

Ερωτήσεις και απαντήσεις αναγνωστών:Θα μπορούσε η «σκοτεινή ύλη» να είναι απλώς νεκρά αστέρια και πλανήτες που επιπλέουν στα βάθη του διαστήματος;

Ρωτήθηκε από:Merlin Batchelor, Norwich

Ορισμένοι αστρονόμοι έχουν όντως θεωρήσει ότι η σκοτεινή ύλη μπορεί να είναι απλώς μια συνηθισμένη ύλη που δεν μπορούμε να δούμε, παρά ένα εξωτικό, ακόμη άγνωστο σωματίδιο. Αυτή η συνηθισμένη ύλη θα μπορούσε να περιλαμβάνει μαύρες τρύπες, αστέρια νετρονίων, καφέ νάνους, λευκούς νάνους, πολύ αμυδρούς κόκκινους νάνους και ακόμη και μοναχικούς πλανήτες.

Αυτά τα αντικείμενα, συλλογικά γνωστά ως MACHO (Massive Astrophysical Compact Halo Objects), εκπέμπουν πολύ λίγο φως, αλλά μπορούν να ανιχνευθούν εάν περάσουν μπροστά ή κοντά σε ένα αντικείμενο φόντου (μέσω του τρόπου με τον οποίο η βαρύτητα τους κάμπτει το φως από το πιο απομακρυσμένο αντικείμενο).

Ωστόσο, οι μέχρι σήμερα μελέτες έχουν καταλήξει στο συμπέρασμα ότι τα MACHO μπορούν να αντιπροσωπεύουν μόνο ένα μικρό κλάσμα της μάζας που λείπει στο Σύμπαν. Έτσι, η φύση της σκοτεινής ύλης παραμένει ένα μυστήριο.

Διαβάστε περισσότερα:

• Τι είναι η σκοτεινή ύλη;
• Η σκοτεινή ύλη σκότωσε τους δεινόσαυρους;