Małe czarne dziury mogły mieć ogromny wpływ na wczesny Wszechświat.
Duża populacja jest mała czarne dziury Zalałoby to młody wszechświat cząstkami i promieniowaniem, tworząc własne czarne dziury wielka eksplozjaproponują fizycy w nowym artykule.
Do tej pory istnieje tylko jeden pewny sposób na tworzenie czarnych dziur. Musisz zacząć od pliku gwiazda Więc pozwól temu umrzeć. Pod koniec życia jego rdzeń zapada się pod własnym ciężarem. Ponieważ żadna inna siła nie jest w stanie wytrzymać tego nacisku, nadal zapada się do maleńkiego punktu: osobliwości. Astronomowie uważają, że jest to metoda stosowana przez wszystkie czarne dziury we wszechświecie, od tych o masie gwiazdowej, które zamieszkują każdą galaktykę, po supermasywne czarne dziury Która znajduje się w sercu galaktyki, ruszyła.
Powiązany: Jak doszło do kosmicznej inflacji – i dlaczego powinno nas to obchodzić?
Ale może być inny sposób. Wczesny wszechświat był chaotyczny i żywy, zwłaszcza poza nim inflacja ekonomicznarzekome zdarzenie, które wywołało spektakularne rozszerzenie, które powiększyło wszechświat do gigantycznych rozmiarów w mniej niż sekundę.
Kiedy inflacja się skończyła, sama czasoprzestrzeń zatrzęsła się i wibrowała, gdy stłumione energie zostały uwolnione. Być może wszechświat stał się tak gwałtowny, że przypadkowe obszary czasoprzestrzeni mogą spontanicznie osiągnąć krytyczne progi gęstości i objętości, co prowadzi do powstania „pierwotnych” czarnych dziur, które pochłonęły wszechświat.
Astronomowie spędzili dziesięciolecia na poszukiwaniu tych pierwotnych czarnych dziur, które pierwotnie zaproponował Stephena Hawkingalub przynajmniej wykluczyć taką możliwość. Niezliczone obserwacje zadeklarowały puste poszukiwania, ponieważ każda czarna dziura większa niż około miliarda gramów (o masie typowej góry na Ziemi) wpłynęłaby na późniejszą ewolucję wszechświata i zakłóciłaby znane obserwacje.
Rozwój zatrzymany
Jednak niewielu badaczy zwracało uwagę na mniejsze czarne dziury, które mogą powstawać w wyniku inflacji. Dlatego zespół fizyków szczegółowo zbadał, jak te mniejsze czarne dziury mogą się zachowywać — i jak możemy je wykryć. Wyszczególnili swoje odkrycia w artykule opublikowanym w internetowej bazie danych preprintów arXiv (Otwiera się w nowej karcie).
Wszystkie czarne dziury mają skończone życie. Dzięki Hawkingowi wiemy, że czarne dziury nie są całkowicie czarne. Zamiast tego powoli uwalniają promieniowanie w wyniku zachodzącego w nich dziwnego procesu kwantowego perspektywy imprezy. Proces ten, znany jako promieniowanie Hawkinga, jest bardzo powolny. Czarna dziura o masie gwiazdowej emituje rocznie tylko jedną cząstkę promieniowania. Ale mniejsze czarne dziury uwalniają promieniowanie w szybszym tempie. Te mniejsze pierwotne czarne dziury nie żyłyby długo, ponieważ promieniowanie Hawkinga spowodowałoby ich odparowanie w ciągu zaledwie kilku minut.
Było to na długo przed kolejną ważną erą w Historia wszechświatapowstanie pierwszych elementów. Tak więc te czarne dziury byłyby w stanie uniknąć obecnych ograniczeń obserwacyjnych, ponieważ opuściłyby scenę wystarczająco wcześnie.
Ale wciąż możemy znaleźć sposoby na wykrycie małych pierwotnych czarnych dziur, wyjaśniają naukowcy w swoim artykule.
Najbardziej zauważalnym efektem jest to, że te czarne dziury mogły opóźnić ewolucję wszechświata. nasz Wszechświat zawsze się rozszerza. Tak więc po inflacji gęstość materii i promieniowania gwałtownie spadła, ponieważ cała ta materia została rozcieńczona do coraz większej objętości.
Ale pierwotne czarne dziury mogły zapobiec tej paradygmatycznej ewolucji. Po uformowaniu zacząłby emitować promieniowanie Hawkinga, przekształcając swoją masę w promieniowanie. Fizycy wykazali, że te małe czarne dziury mogą generować dodatkowe promieniowanie w takim tempie, w jakim wszechświat je rozcieńcza, utrzymując w ten sposób stałą gęstość przez pierwsze kilka minut po Wielkim Wybuchu.
Powiązany: Czarne dziury we wszechświecie (zdjęcia)
Pierwotne instynkty
Ten scenariusz wprowadziłby wszechświat w rodzaj „zastoju”, zatrzymując normalną ewolucję wszechświata napędzaną ekspansją, podczas gdy czarne dziury robią swoje. Naukowcy odkryli, że pozwoliłoby to czarnym dziurom wywierać szereg skutków na wszechświat bez naruszania jakichkolwiek znanych obserwacji. Rodzą się, robią coś interesującego, gdy wszechświat stoi w miejscu, i znikają, a reszta kosmicznej historii toczy się normalnie.
Na przykład parowanie tych pierwotnych czarnych dziur może być odpowiedzialne za wypełnienie nimi wszechświata Ciemna materia Lub ciemna energia. Lub mogły wywołać proces pareogenezy, zmuszając wszechświat do tego Ważniejszy niż antymateria.
Pierwotne czarne dziury mogą również nasycać wszechświat unikalną sygnaturą fale grawitacyjne, które są zmarszczkami w czasoprzestrzeni. Obecne detektory fal grawitacyjnych nie mają wystarczającej czułości, aby znaleźć te fale grawitacyjne, ale przyszłe detektory kosmiczne – takie jak Laser Interferometer Space Antenna, którego wystrzelenie planowane jest na następną dekadę – mogą to zrobić.
Śledź nas na Twitterze @pracownik (Otwiera się w nowej karcie) lub na Facebook (Otwiera się w nowej karcie).
„Nagradzany beeraholik. Fan Twittera. Podróżnik. Miłośnik jedzenia.