Statistiskā 740 supernovas sprādzienu analīze parādīja, ka melnie caurumi var sastādīt ne vairāk kā 40 procentus no tumšās matērijas tilpuma Visumā, kas savukārt vēl vienu naglu iedzina masveida astrofizikālu kompaktu oreola objektu teorijas zārkā. Saskaņā ar šo teoriju pirmatnējie melnie caurumi var būt tumšās vielas avots. Divu amerikāņu zinātnieku novērojums no Kalifornijas Universitātes Bērklijā liek šaubīties par šo teoriju.
2016. gada februārī Lāzera interferometrisko gravitācijas viļņu observatorijas (LIGO) zinātnieki paziņoja par jaunu laikmetu astronomijā. Pētnieki pirmo reizi ir atklājuši paredzētos gravitācijas viļņus, ko rada pāris sadursmes melnie caurumi. Neskaitot paša atklājuma apbrīnojamo raksturu, gravitācijas viļņu atklāšana ir atdzīvinājusi veco teoriju, ka tumšā matērija ir masveida astrofizikālu kompaktu halo objektu (MACHO) atvasinājums, īpaši blīvi objekti, kas neizstaro gaismu.
Saskaņā ar mūsdienu pieņēmumiem tumšā matērija var veidot līdz pat 85 procentiem no visas Visumā esošās vielas apjoma, taču fiziķi šo lietu vēl nav atklājuši, tāpēc viņi nezina, kas tas ir. Tumšās matērijas eksistences tēma ap sevi piesaistīja aktīvas diskusijas pēc tam, kad amerikāņu astronome Vera Rubina 70. gados, pētot galaktiku rotācijas līknes, atklāja neatbilstības starp prognozēto galaktiku apļveida kustību un novēroto kustību (zvaigznēm galaktiku malā vajadzētu rotēt lēnāk nekā tām, kas atrodas tuvāk līdz galaktikas centram, bet novērojumi parādīja, ka ārējo un iekšējo zvaigžņu rotācijas ātrums faktiski bija vienāds). Šis fakts, kas pazīstams kā "galaktikas rotācijas problēma", ir kļuvis par vienu no galvenajiem tumšās matērijas eksistences pierādījumiem. Tomēr jautājums, vaikāda tumšā matērija joprojām ir palikusi un paliek atvērta.
Nākamo gadu desmitu laikā ir piedāvāti daudzi kandidāti tumšās vielas lomai. Mūsdienās vispopulārākās ir tādas daļiņas kā asis vai vāji mijiedarbojošās daļiņas. Tomēr priekšmeti (īpaši melnie caurumi), kurus vairākus gadu desmitus agrāk ierosināja MACHO teorija, tika uzskatīti par galveno tumšās vielas avotu. Saskaņā ar šo teoriju tumšā viela faktiski sastāv no barionu daļiņām (parasto matēriju daļiņām, kuras var redzēt), kas pārvietojas starpzvaigžņu telpā, nav saistītas ar kādu planētu sistēmu un praktiski (vai pilnībā) neizstaro enerģiju. Saskaņā ar teoriju, MACHO var attēlot neitronu zvaigznes, brūnos pundurus, bāreņu planētas un pirmatnējos melnos caurumus, kas parādījās neilgi pēc Lielā sprādziena.
90. gados MACHO objektu teorija izgāja no modes. Zinātnieki ir koncentrējušies uz tumšās vielas avota meklēšanu daļiņās, taču nesenais LIGO atklājums ir atkārtoti izraisījis interesi par melnajiem caurumiem kā iespējamo neredzamās tumšās vielas izskaidrojumu.
Tā kā MACHO objekti, pēc teorijas, neizdala enerģiju, novērotājam šie objekti būs "tumši", tas ir, neredzami. Pamatojoties uz to, pētnieki paredzēja tos atklāt, izmantojot gravitācijas mikrolensēšanas efektu. Šī ir novērojamā objekta gaismas viļņu izliekuma parādība attiecībā pret novērotāju ļoti spēcīgu ļoti blīvu un masīvu objektu gravitācijas lauka dēļ, kas atrodas starp novēroto objektu un novērotāju. Šis efekts var ievērojami palielināt zvaigžņu spilgtumu, kas ir ļoti tālu no mums, un ļauj mums redzēt tos objektus, kurus nevar redzēt ar parastajām tradicionālajām novērošanas metodēm. Gravitācijas lēcu lomu var spēlēt, piemēram, galaktikas, galaktikas kopas un arī melnie caurumi.
Fiziķi Migels Tsumalakraregi un Urošs Seljaks no Kalifornijas universitātes Berlijā veica izsmalcinātu datu analīzi par 740 supernovas sprādzieniem - ārkārtīgi spilgtiem zvaigžņu sprādzieniem -, lai izsekotu pirmatnējo melno caurumu ieguldījumu supernovas gaismas izliekumā un pastiprināšanā. Supernovas sprādzienus astronomi bieži izmanto, lai izmērītu attālumus Visumā, jo šiem objektiem ir neticami spilgtums, kas samazinās ļoti lēni, ļaujot veikt aprēķinus. Pētījums ir publicēts žurnālā Physical Review Letters.
Zinātnieki pieņēma, ka spilgtuma novirze no vairākām desmitdaļām procentu, kas norāda uz mikrolensēšanas ietekmi uz melnajiem caurumiem un izskaidrojama ar neredzamās tumšās vielas masu, tiks konstatēta vismaz 8 no 740 novērotajām supernovām. Tomēr zinātnieki nekad nav atraduši nevienu novirzi, kas norādītu uz mikrolensēšanu uz melnā cauruma.
Reklāmas video:
Pētījuma secinājumi neizslēdz melnos caurumus kā tumšās vielas avotus, bet ievērojami ierobežo to ieguldījumu tā apjomā Visumā. Tiek lēsts, ka pat tad, ja melnie caurumi patiešām veicina parādības, kas saistītas ar tumšo vielu, tas ir ne vairāk kā 40 procenti. Pēc autoru domām, viņiem jau ir un vēl nav publicēti pilnīgākas analīzes rezultāti, kas aptvēra vairāk nekā 1000 supernovas un liek viņiem vēl vairāk pazemināt šo skaitli - līdz maksimāli 23 procentiem.
“Mēs atkal atgriežamies pie ierastajām diskusijām. Kas ir tumšā matērija? Izskatās, ka mums nav labu iespēju. Tas ir izaicinājums nākamajām paaudzēm,”saka profesors Urogs Seljaks.