Kas ir tumšā matērija? Kā patiesībā parādās supermasīvie melnie caurumi? Uz šo veco jautājumu var atbildēt pirmatnējie melnie caurumi. Kosmologi no Leidenas un Ķīnas ir identificējuši jaunu veidu, kā šie hipotētiskie objekti varētu piedzimt tūlīt pēc Lielā sprādziena. Viņu darbs ir publicēts Physical Review Letters.
Zinātnieki, saskaroties ar Visumu, saskaras ar lielām mistērijām. Piemēram, zvaigznes pārvietojas galaktikās tā, it kā tām būtu piecas reizes lielāka masa, nekā mēs redzam. Ko ietver šī tumšā matērija? Ir vēl viens noslēpums: galaktikas savos kodolos baro milzīgas melnās caurumus, kas sver miljoniem saules masu. Jaunajās galaktikās sabrūkošajām zvaigznēm nebūtu bijis pietiekami daudz laika, lai tik daudz paplašinātos. Kā tad izveidojās šie supermasīvie melnie caurumi?
Pirmatnējie melnie caurumi: ilgi gaidītā atbilde?
Kosmologi ir izdomājuši hipotētisku risinājumu, kas atrisinātu vienu no diviem noslēpumiem. Pirmatnējiem melnajiem caurumiem, kas parādījās neilgi pēc Lielā sprādziena, ir iespēja vai nu palikt niecīgi, vai arī ātri iegūt masu. Pirmajā gadījumā tie ir piemēroti tumšās vielas lomai. Otrajā gadījumā tie var kļūt par sēklām supermasīviem melnajiem caurumiem. Kosmologs Dons Gangs Vons Leidenes universitātē un viņa ķīniešu kolēģi Ji-Fu Kai, Dži Tongs un Šeng-Feng Jangs Ķīnas universitātē ir aprakstījuši jaunu veidu, kā Lielā sprādziena laikā varētu parādīties pirmatnējie melnie caurumi.
Pēc Lielā sprādziena Visumā bija nelielas blīvuma perturbācijas, ko izraisīja nejaušas kvantu svārstības. Tie ir pietiekami lieli, lai izveidotu zvaigznes un galaktikas, bet pārāk mazi, lai paši kļūtu par pirmatnējiem melnajiem caurumiem. Vons un viņa kolēģi identificēja jaunu rezonanses efektu, kas padara iespējamus pirmatnējos melnos caurumus, selektīvi pastiprinot noteiktus traucējumus. Tas noved pie prognozes, ka visiem pirmatnējiem melnajiem caurumiem vajadzētu būt aptuveni vienādai masai. Attēlā redzamās šaurās virsotnes parāda rezonanses dēļ iespējamo masu diapazonu.
"Citi aprēķini sašutumu palielina atšķirīgi, taču rodas problēmas," saka Vons. “Mēs izmantojam rezonansi inflācijas laikā, kad Visums strauji pieauga tieši pēc Lielā sprādziena. Mūsu aprēķini ir pietiekami vienkārši, lai ar tiem varētu strādāt. Patiesībā mehānisms var būt sarežģītāks, bet tas vismaz ir sākums."
Reklāmas video:
Iļja Khels