Pierwotne czarne dziury mogą wyjaśniać istnienie ciemnej materii

Pierwotne czarne dziury uformowane krótko po Wielkim Wybuchu mogą przynajmniej częściowo tłumaczyć istnienie tzw. ciemnej materii i wyjaśniać inne niezwykłe zjawiska. Z wnętrza niektórych czarnych dziur tego typu widziałoby się przy tym inny, rozszerzający się wszechświat.

Roger Penrose, Reinhard Genzel i Andrea Ghez otrzymali w 2020 r. Nagrodę Nobla za prace potwierdzające istnienie czarnych dziur. Naukowcy z Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe na łamach „Physical Review Letters” twierdzą, że tzw. pierwotne czarne dziury mogą wyjaśnić kilka kosmicznych zagadek.

Badacze wyjaśniają, że  we wczesnym wszechświecie  zachodziły różne procesy, które sprzyjały powstawaniu czarnych dziur.

Wszechświaty niemowlęce

W czasie inflacji - okresu dramatycznie szybkiej ekspansji kosmosu od naszego wszechświata mogły odgałęziać się tzw. wszechświaty niemowlęce. Niektóre z tych wszechświatów na powrót się zapadały, ale wydzielała się wtedy energia, która powinna zamienić je w czarne dziury.

Jeszcze bardziej niezwykły los czekał większe wszechświaty niemowlęce. Z ich wnętrza widziałoby się bowiem rozszerzający się wszechświat, ale obserwator z zewnątrz widziałby właśnie czarną dziurę.

Badacze przeanalizowali ponownie możliwe mechanizmy powstawania tego typu  czarnych dziur i  doszli do kilku wniosków.

Po pierwsze pierwotne czarne dziury mogą stanowić tzw. ciemną materię lub jej część. Mowa o hipotetycznej materii, za której istnieniem przemawiają efekty grawitacyjne, ale której nie można wykryć zwykłymi metodami.

Powstają z nich potężne czarne dziury

Po drugie mogą odpowiadać za niektóre, trudne do wyjaśnienia obserwacje fal grawitacyjnych. Po trzecie mogą stanowić ziarna dla powstawania supermasywnych czarnych dziur, jakie można znaleźć w centrum Drogi Mlecznej i innych galaktyk.

Mogą także brać udział w syntezie ciężkich pierwiastków. Zderzając się z gwiazdami neutronowymi, miałyby je niszczyć i uwalniać w przestrzeń bogaty w neutrony materiał.

Według autorów publikacji pierwotne czarne dziury można pośrednio zaobserwować z pomocą Teleskopu Subaru, działającego w hawajskim obserwatorium Mauna Kea.

Fotografuje Andromedę co kilka minut

Instrument ten, jak tłumaczą naukowcy, ze względu na działający w nim  detektor Hyper Suprime-Cam ma unikatową możliwość sfotografowania co kilka minut całej sąsiadującej z Drogą Mleczną galaktyki Andromedy.

Tymczasem jeśli czarna dziura przelatuje między jakąś gwiazdą a teleskopem, jej grawitacja zakrzywia światło i powoduje, że gwiazda przez krótki czas wygląda na jaśniejszą.

Czas tego rozjaśnienia zdradza informację  o masie czarnej dziury. Z pomocą teleskopu Subaru można więc jednocześnie oglądać miliony gwiazd, co mocno zwiększa szanse na wykrycie czarnej dziury.

Wykonane już obserwacje wskazują już na wydarzenie tego rodzaju, z udziałem czarnej dziury o masie mniejszej niż masa Księżyca.

Prowadzone kolejne badania z użyciem Subaru mają sprawdzić przedstawioną teorię.

#kosmos #czarna dziura #ciemna materia #naukowcy #wszechświat #teleskop