Θα μπορούσαν οι μαύρες τρύπες να βρίσκονται πίσω από τη σκοτεινή ύλη; Η θεωρία θα μπορούσε να δοκιμαστεί σύντομα

Η σκοτεινή ύλη είναι μια άπιαστη μορφή ύλης που αναμένεται να υπερτερεί της κανονικής ύλης πέντε προς ένα. Η ύπαρξή του, που δεν έχει ακόμη επιβεβαιωθεί, είναι απαραίτητη για να εξηγήσει πολλά πράγματα στο σύμπαν. Αλλά δεν ξέρουμε τι είναι. Υπήρξαν πολλές προτάσεις ότι μπορεί να είναι μαύρες τρύπες που σχηματίστηκαν αμέσως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Κάποιοι έχουν ήδη αποδειχθεί ότι κάνουν λάθος, αλλά άλλοι έχουν δει μια αναζωπύρωση.

Δημοσιεύτηκε στο The Astrophysical Journal τον περασμένο μήνα, μια ενδιαφέρουσα έρευνα κάνει έναν τολμηρό ισχυρισμό:Εάν οι μαύρες τρύπες σχηματίστηκαν αυθόρμητα κατά τις πρώτες στιγμές του σύμπαντος και οι περισσότερες από αυτές έχουν μάζα ίση με 1,4 φορές τον Ήλιο μας, τότε αυτές οι αρχέγονες μαύρες τρύπες θα μπορούσαν εξηγήστε όλη τη σκοτεινή ύλη που περιμένουμε να υπάρχει στο σύμπαν.

Αλλά δεν είναι μόνο αυτό. Η ύπαρξη ενός τόσο μεγάλου πληθυσμού μαύρων τρυπών παρέχει ένα τέλειο σημείο εκκίνησης για την ύπαρξη τέτοιων τεράστιων υπερμεγέθων μαύρων τρυπών, εκατοντάδες εκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου μας, ακόμη και στο πρώιμο σύμπαν. Αυτές οι αρχέγονες μαύρες τρύπες μπορεί να είναι ο σπόρος τους.

«Οι αρχέγονες μαύρες τρύπες, αν υπάρχουν, θα μπορούσαν κάλλιστα να είναι οι σπόροι από τους οποίους σχηματίζονται όλες οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, συμπεριλαμβανομένης αυτής στο κέντρο του Γαλαξία μας», δήλωσε ο καθηγητής αστρονομίας και φυσικής του Γέιλ, Priyamvada Natarajan.

«Αυτό που βρίσκω προσωπικά εξαιρετικά συναρπαστικό σε αυτή την ιδέα είναι πώς ενοποιεί κομψά τα δύο πραγματικά προκλητικά προβλήματα που εργάζομαι - αυτό της διερεύνησης της φύσης της σκοτεινής ύλης και του σχηματισμού και ανάπτυξης μαύρων οπών - και τα επιλύει με μια πτώση. " πρόσθεσε.

Οι αρχέγονες μαύρες τρύπες μπορούν επίσης να εξηγήσουν γιατί μπορεί να υπάρχει περίσσεια υπέρυθρης ακτινοβολίας στο σύμπαν που συγχρονίζεται με την ακτινοβολία ακτίνων Χ από μακρινές πηγές. Η συγχώνευση αυτών των αρχέγονων μαύρων οπών θα μπορούσε να το εξηγήσει αυτό.

«Η μελέτη μας δείχνει ότι χωρίς την εισαγωγή νέων σωματιδίων ή νέας φυσικής, μπορούμε να λύσουμε μυστήρια της σύγχρονης κοσμολογίας από τη φύση της ίδιας της σκοτεινής ύλης μέχρι την προέλευση των υπερμεγέθων μαύρων οπών», εξήγησε ο πρώτος συγγραφέας επίκουρος καθηγητής Nico Cappelluti, από το Πανεπιστήμιο του Μαϊάμι. .

Ένα από τα πιο συναρπαστικά πράγματα σχετικά με αυτήν την υπόθεση είναι ότι θα μπορούσε σύντομα να δοκιμαστεί. Το ολοκαίνουργιο JWST, το οποίο ανέπτυξε με επιτυχία τον δευτερεύοντα καθρέφτη του μόλις χθες που σημαίνει ότι είναι επίσημα τηλεσκόπιο, αναμένεται να κοιτάξει τα πρώτα αστέρια και τους γαλαξίες στο σύμπαν. Εάν η σκοτεινή ύλη αποτελείται από αρχέγονες μαύρες τρύπες, το JWST θα μπορεί να δει περισσότερα αστέρια και γαλαξίες να σχηματίζονται γύρω τους.

Την επόμενη δεκαετία θα δούμε επίσης την εκτόξευση του LISA, του παρατηρητηρίου βαρυτικών κυμάτων στο διάστημα. Θα είναι τόσο ευαίσθητο που εάν αυτές οι αρχέγονες μαύρες τρύπες συγχωνευθούν, ο LISA θα μπορεί να τις ανιχνεύσει.

«Ήταν ακαταμάχητο να εξερευνήσω αυτή την ιδέα σε βάθος, γνωρίζοντας ότι είχε τη δυνατότητα να επικυρωθεί αρκετά σύντομα», κατέληξε ο Natarajan.