Ce este materia întunecată? Cum apar de fapt găurile negre supermasive? La această întrebare veche se poate răspunde prin găuri negre primordiale. Cosmologii din Leiden și China au identificat o nouă modalitate prin care aceste obiecte ipotetice ar putea să se nască imediat după Big Bang. Lucrarea lor a fost publicată în Physical Review Letters.
Oamenii de știință se confruntă cu mari mistere în încercarea lor de a înțelege universul. De exemplu, stelele se mișcă în galaxii de parcă ar avea de cinci ori mai multă masă decât vedem noi. Ce include această materie întunecată? Există un alt mister: galaxiile hrănesc găuri negre uriașe în nucleele lor, cântărind milioane de mase solare. În galaxiile tinere, stelele care se prăbușeau nu ar fi avut suficient timp pentru a se extinde atât de mult. Cum s-au format aceste găuri negre supermasive, atunci?
Găuri negre primordiale: răspunsul mult așteptat?
Cosmologii au propus o soluție ipotetică care ar putea rezolva unul dintre cele două mistere. Găurile negre primordiale, care au apărut la scurt timp după Big Bang, au capacitatea de a rămâne mici sau de a câștiga rapid masă. În primul caz, acestea sunt potrivite pentru rolul materiei întunecate. În al doilea caz, pot deveni semințe pentru găurile negre supermasive. Cosmologul Don-Gang Won de la Universitatea din Leiden și colegii săi chinezi Yi-Fu Kai, Ji Tong și Sheng-Feng Yang de la Universitatea din China au descris un nou mod în care ar putea apărea găuri negre primordiale în timpul Big Bang-ului.
După Big Bang, universul conținea perturbări de densitate mică cauzate de fluctuații cuantice aleatorii. Sunt suficient de mari pentru a forma stele și galaxii, dar prea mici pentru a deveni singuri găuri negre primordiale. Vaughn și colegii săi au identificat un nou efect rezonant care face posibile găurile negre primordiale prin amplificarea selectivă a anumitor perturbări. Acest lucru duce la prezicerea că toate găurile negre primordiale ar trebui să aibă aproximativ aceeași masă. Vârfurile înguste din figură arată gama de mase posibile datorită rezonanței.
„Alte calcule cresc resentimentul diferit, dar întâmpină probleme”, spune Vaughn. „Folosim rezonanța în timpul inflației, când universul a crescut exponențial imediat după Big Bang. Calculele noastre sunt suficient de simple pentru a lucra. În realitate, mecanismul poate fi mai complicat, dar acesta este cel puțin începutul.
Video promotional:
Ilya Khel
