Una dintre cele mai cunoscute teorii ale lui Stephen Hawking despre materia întunecată a fost zguduită după publicarea rezultatelor unei echipe japoneze de astrofizici, condusă de Masahiro Takada, de la Institutul de Fizică și Matematică al Universului din Kavli, relatează Live Science. Celebrul fizician care a părăsit această lume anul trecut a crezut că această substanță misterioasă și invizibilă este formată din găuri negre primordiale care au apărut imediat după Big Bang. Oamenii de știință japonezi care folosesc telescopul Subaru au realizat un experiment, ale cărui rezultate, deși nu resping complet teoria lui Hawking, dar recunosc că aceste găuri negre trebuie să fie cu adevărat minuscule pentru a explica natura materiei întunecate.
Materia întunecată este termenul pe care fizicienii l-au dat pentru o substanță misterioasă care, în opinia lor, ar putea explica un fapt interesant: totul din univers se mișcă și se rotește de parcă ar conține mai multă masă decât putem detecta. Diferiți oameni de știință în diferite momente au încercat să atribuie proprietățile așa-numitei materii întunecate diferitelor obiecte. În anii '70, Stephen Hawking și colegii au sugerat că Big Bang-ul poate crea un număr mare de găuri negre relativ mici - fiecare de dimensiunea unui proton. Aceste corpuri cerești minuscule sunt dificil de văzut, dar vor exercita efecte gravitaționale puternice asupra altor obiecte - două proprietăți cunoscute ale materiei întunecate.
Până acum, această teorie nu putea fi testată decât pentru găuri negre primordiale, a căror masă este mai mare decât cea lunară. Dar, odată cu dezvoltarea tehnologiei, oamenii de știință au reușit să obțină imagini din ce în ce mai clare despre spațiul exterior. Pentru noul lor studiu, un grup de astronomi japonezi au folosit camera Hyper Suprime-Cam (HSC) montată pe telescopul Subaru din Hawaii. Cu ajutorul ei, au făcut poze cu toată Andromeda, cea mai apropiată galaxie de la noi, încercând să găsească aceste mici obiecte. Rezultatul muncii lor a fost publicat în revista Nature Astronomy.
Găurile negre nu emit lumină, dar găuri negre super-masive, precum cea din centrul galaxiei M87, pe care oamenii de știință l-au fotografiat recent, sunt înconjurate de discuri luminoase de acumulare de materie fierbinte. Dar, deoarece găurile primordiale au miliarde de ori mai mici și nu au materie luminoasă vizibilă care le înconjoară, ele pot fi găsite doar observând câmpurile gravitaționale puternice pe care le creează, care distorsionează radiațiile obiectelor vecine. Acest fenomen se numește microlensificare.
Telescoapele sunt capabile să detecteze microlențele găurilor negre prin verificarea continuă a stelelor. Când cadourile negre trec prin fața punctului de observație și a stelei, aceasta denaturează lumina stelei, provocând-o să „lumineze”. Cu cât este mai mică gaura neagră, cu atât este mai rapid acest focar.
Cu toate acestea, găurile primordiale pe care le-a căutat echipa japoneză au doar o parte din această masă - este aproximativ egală cu masa Lunii noastre. Aceasta înseamnă că focarele observate ar trebui să fie mult mai scurte.
Video promotional:
Takada numește camera HSC unică, deoarece, odată cu ea, oamenii de știință au fost capabili să capteze imagini cu toate stelele galaxiei Andromeda la un moment dat, cu o expunere minimă de aproximativ 2 minute. În total, astronomii au reușit să obțină aproximativ 200 de poze cu Andromeda în 7 ore într-o noapte senină. Au sfârșit găsind doar un eveniment microlensiv putativ. Dacă găurile negre primordiale reprezintă o proporție semnificativă de materie întunecată, Takada a spus că ar fi trebuit să vadă aproximativ 1.000 de semnale microlensante.
Înseamnă asta că teoria lui Hawking a fost complet respinsă? Takada și Bird nu se grăbesc să ajungă la concluzii. Potrivit acestora, rezultatele obținute încă nu pot exclude complet existența unor găuri negre primordiale, deoarece, din cauza masei lor mici, flash-urile semnalelor lor ar fi prea scurte pentru a le înregistra. Potrivit cercetătorilor, este necesar să se dezvolte noi instrumente care să le permită descoperirea lor.
În același timp, oamenii de știință notează că detectarea chiar și a unui astfel de semnal ar putea fi crucială pentru cercetările viitoare, ceea ce va revoluționa unele dintre teoriile lui Hawking.
Nikolay Khizhnyak
