gov-civil-vilareal.ptAr tamsi materija sudaryta iš mažų mažų juodųjų skylių iš kitos visatos? Welllll…
>Taip, jūs norėsite atsisėsti dėl šio. Tai šiek tiek daug:
Tai yra galima kad tamsioji materija susideda iš mažų juodųjų skylių, sukurtų pačioje laiko pradžioje, susidarant iš klaidingo vakuumo burbuliukų, sukuriančių kūdikių visatas, kuriose yra mėnulio masės, esančios po mėnulio, per be galo trumpą kosminės hiperinfliacijos laikotarpį.
Jei taip, mokslininkų komanda mano , tai galėtų išspręsti keletą įkyrių galvosūkių apie Visatą, įskaitant tamsiąją medžiagą, gravitacinių bangų šaltinius ir keistą Andromedos galaktikos stebėjimą.
Matyti? Tai daug. Kad būtų aišku, švelniai tariant, esu gana skeptiška, tačiau tai smagi idėja, pagrįsta daugybe įdomių idėjų, todėl spręskime jas po vieną.
50 pilkų atspalvių įvertinimas
Meno kūrinys, vaizduojantis juodąją skylę su kaupimosi disku ir virš jo besisukančiais magnetiniais laukais. Kreditas: NASA/JPL-Caltech
Tokią materiją, kokią matome Visatoje - kurią sudaro elektronai, neutronai, protonai ir kitos dalelės - iš tikrųjų ten yra mažuma dalykų . Dauguma ten esančių dalykų susideda iš to, ko nematome; tiesiogine prasme neskleidžia šviesos, taigi mes tai vadiname tamsia materija . Mes žinome, kad jis egzistuoja, pavyzdžiui, iš to, kaip galaktikos sukasi ir juda grupėmis. Taip pat yra daug daugiau įrodymų apie jo egzistavimą.
Per dešimtmečius astronomai pašalino beveik viską, ką žinome, kad galėtų būti tamsiosios medžiagos. Nesąžiningos planetos, negyvos žvaigždės, keista fizika ir pan. Sąraše „gal“ nėra daug, bet jame yra egzotiškų subatominių dalelių, tokių kaip aksionai, ir mažos juodosios skylės.
Taip, juodosios skylės. Mes linkę manyti, kad šie žvėrys turi bent tris kartus didesnę Saulės masę (kuri susidaro, kai sprogsta didžiulės žvaigždės) iki supermasyvių galaktikų centruose, kurie milijardus kartų nusveria mūsų vietinę žvaigždę. Mes žinome, kad tamsiosios medžiagos negali būti tokios juodosios skylės, nes jų gravitacija veikia šviesą, kuri praeina šalia jų ir lenkia jos kelią. Norint atsižvelgti į tamsiosios medžiagos kiekį, kuris, mūsų manymu, yra ten, turėtų būti tiek daug juodųjų skylių, kurias jau pastebėjome.
Normalus juodosios skylės, tai yra (kaip ir bet kuris iš jų yra „normalus“). Pasirodo, gal yra ir kitos rūšies. Jie yra teoriniai ir turi daug mažesnę masę. Tiesą sakant, kai kurie gali turėti tokią mažą masę kaip Mėnulis. Juodoji skylė, kurios masė būtų maža, tik apie 0,2 milimetro pločio! Tai maždaug žmogaus plaukų storis.
Niekas niekada nebuvo matytas, tačiau jie teoriškai buvo sukurti pačioje Visatos pradžioje. Yra keletas būdų, kaip jie galėjo susiformuoti, įskaitant didžiulį spaudimą, atsiradusį tada, kai Visata buvo dar sekundės senumo dalis, o visa materija ir energija visame kosmose buvo mažesnio tūrio nei smėlio grūdelis. Kadangi jie tada būtų susiformavę, jie vadinami pirmapradės juodosios skylės .
Fantastiškas kūdikių visatų kūrinys, neršiantis ir augantis pirmomis mūsų visatos egzistavimo akimirkomis. Kreditas: Kavli IPMU
Kitas būdas yra tai, kas vadinama klaidingas vakuumas . Ši koncepcija yra gana sudėtinga, tačiau idėja yra ta, kad bet koks energiją turintis objektas yra linkęs žemesnis jo energija. Štai kodėl viskas atvėsta kaitinant arba, jei paleidžiama, nukrenta ant žemės. Pati Visata turi energijos, ir mes linkę manyti, kad kosmoso vakuumas yra žemiausios energijos būsenos. Tačiau kvantinė mechanika teigia, kad gali būti žemesnės energijos būsena tikroji vakuumo būsena , o tai, kuo dabar gyvename, yra klaidingas vakuumas.
Jei šiandien Visatos gabalas sugriūtų į tikrąją vakuumo būseną, tas burbulas augtų ir galų gale sunaudotų Visatą. Tai nėra laiminga istorija prieš miegą, bet jei norite daugiau paskaityti, mano draugė ir astrofizikė Katie Mack apie tai parašė straipsnį žurnalui „Cosmos“ .
Tačiau, jei toks dalykas nutiktų, kai Visata buvo vos sekundės dalis, visuotinė plėtra aplenktų tokio tikro vakuuminio burbulo augimą ir jie negalėtų neatsilikti ir visko sunaikinti. Buvo labai trumpas laikotarpis, vadinamas infliacija, kai Visata labai sparčiai plėtėsi , greičiau nei šviesos greitis, ir jei šie tikrojo vakuumo burbuliukai susidarė per tą laikotarpį (kuris, beje, truko 10-32sekundžių, taigi neilgai) jie atsiribotų nuo mūsų pačių Visatos ir jos nesunaikintų.
Iš vidaus matytum tokį burbulą gimė visiškai nauja Visata . Mūsų savininkai galėjo susiformuoti tokiu būdu. Bet iš išorės toks burbulas, kurį matytumėte, yra daugybė masės, suspaustos į mažą tūrį: juodąją skylę.
Naujajame tyrime , autoriai tiria, kaip tai atrodytų dabar atsižvelgiant į sąlygas ankstyvojoje Visatoje. Būtų sukurtos juodosios skylės įvairiose masėse, dažniausiai visos labai mažos.
Tačiau galimos mini juodosios skylės turi daug galimybių. Pavyzdžiui, autoriai nustato, kad jei šių pirmykščių juodųjų skylių masė svyruoja nuo maždaug mažo asteroido masės iki maždaug Mėnulio masės (labai maždaug nuo 100 trilijonų iki 1022kilogramų), tada bendra šių sukurtų objektų masė prilygtų visos visatos tamsiosios medžiagos masei.
Simuliacija, kaip atrodytų juodoji skylė su aplink ją besisukančiu dujų disku, atsižvelgiant į keistą jos nuožmios gravitacijos įtaką disko šviesai. Kreditas: NASA Goddardo kosminių skrydžių centras/Jeremy Schnittman
Ar galėtume juos aptikti? Kaip jau sakiau, juodosios skylės lenkia šviesą, o juodoji skylė, einanti tarp mūsų ir tolimesnės žvaigždės, paveiktų žvaigždžių šviesą ir ją sustiprintų išmatuojamu būdu. Mes tai vadiname gravitacinis lęšis . Buvo pastebėta daug lęšių įvykių, dažniausiai tolimos žvaigždės, einančios priešais kitą žvaigždę, arba visos galaktikos šviesa, iškreipta einant per didžiulę galaktikų grupę. Tačiau iš pirmapradės juodosios skylės nieko nematyti.
... gal būt. Netoliese esančios Andromedos galaktikos apklausoje buvo pastebėtas keistas mikrolenkimo įvykis, kurio metu buvo ieškoma žvaigždžių, kurios, regis, ryškėja taip, kaip atitinka lęšius. Jie rado tik vieną kandidatą ir tai atitiko pirmapradę juodąją skylę. Tame tyrime, Stebėjimą atliekantys astronomai naudojasi šiuo įvykiu, kad pašalintų daugybę galimų pirmapradžių juodųjų skylių, kurios galėtų sudaryti tamsiąją medžiagą . Tačiau naujojo tyrimo autoriai teigia, kad jų rezultatai vis dar atitinka tai ir leidžia tamsiąją medžiagą bent iš dalies sudaryti iš šių mažų juodųjų skylių.
Šviesos kelias aplink juodąją skylę yra labai iškreiptas dėl gravitacijos. Šioje diagramoje Žemė yra į dešinę, o šviesa iš medžiagos, esančios už juodosios skylės, sulenkta į mus, paliekant skylę ten, kur yra pati juodoji skylė. Kreditas: Nicolle R. Fuller/NSF
Jie taip pat rodo, kad gali būti, kad kai kurios didesnės pirmapradės juodosios skylės galėjo suteikti „sėklų masę“ - pradinius rinkinius, jei norite - supermasyvioms juodosioms skylėms, kurias šiandien matome galaktikose, o daug didesnės auga iš mažų . Jie netgi teigia, kad žvaigždžių masės juodosios skylės, turinčios nuo kelių iki keliasdešimt kartų didesnę Saulės masę, gali būti padarytos tokiu būdu, o nebūtinai iš masyvių žvaigždžių supernovų įvykių. Jie mano, kad tai gali būti juodosios skylės, kurias matome susiduriant ir sukuriant gravitacines bangas LIGO matomuose įvykiuose.
koks yra septyniolikos kraštas
Gerai, taigi jūs turite tai. Tai tikrai daug, bet yra didesnis klausimas: Ar tai teisinga?
Wellllll, gal. Visa tai yra teorija, ir nuo daugybės žingsnių reikia pereiti nuo to, ką dabar žinome, kad tikros mažos juodosios skylės prasiskverbtų į Visatą ir sukurtų paslapčių visur. Man asmeniškai tai daug ką nuryti. Aš visada atsargiai žiūriu į vieną dalyką, išsprendžiantį daugybę problemų; dažniausiai pastebime, kad naujo tipo objektas ar įvykis paaiškina a nedaug galvosūkiai, kuriuos matome, ne visi. Kažkas, kas veikia kaip skeleto raktas, nusipelno daug daugiau skepticizmo.
Taigi paliksiu ekspertams šią idėją paremti ar paneigti. Bet kokiu atveju, tai įdomu, ir vienas dalykas, kuris man patinka, yra tai, kaip tai protinga. Man patinka matyti žmones žaidžiančius su idėjomis, o moksle, ypač labai teoriniame moksle, gera idėja paskelbti šias idėjas, kad kiti mokslininkai galėtų į jas kištis. „Protingas“ nereiškia „teisingas“, tačiau gali padėti suvaržyti kitas idėjas arba įkvėpti stebėjimams patikrinti hipotezes.
Dauguma idėjų pasirodo klaidingos, tačiau jų sukūrimo ir bandymo procesas padeda tobulinti mokslą ir supratimą.
Plius? Smagu apie tai galvoti. Tai didžiulė priežastis, kodėl mes taip pat užsiimame mokslu.
