gov-civil-vilareal.ptAli je temna snov sestavljena iz majhnih drobnih črnih lukenj iz drugega vesolja? No…
>Ja, za to se boste želeli usesti. Malo je malo:
Je možno da je temna snov narejena iz drobnih črnih lukenj, ki so nastale na samem začetku časa z nukleacijo iz mehurčkov lažnega vakuuma, ki so v neskončno kratkem obdobju kozmične hiperinflacije ustvarile otroška vesolja, ki vsebujejo podmesene mase snovi.
Če je tako, meni skupina znanstvenikov , bi to lahko rešilo več ugank o vesolju, vključno s temno snovjo, viri gravitacijskih valov in čudnim opazovanjem galaksije Andromeda.
Vidiš? Veliko je. Če sem jasen, sem v najmanjši meri skeptičen, vendar je to zabavna ideja, ki temelji na vrsti zabavnih idej, zato se jih lotimo enega za drugim.
Umetniško delo, ki prikazuje črno luknjo z akrecijskim diskom in magnetnimi polji, ki se vrtijo nad njo. Kredit: NASA/JPL-Caltech
Snov, ki jo vidimo v vesolju - sestavljeno iz elektronov, nevtronov, protonov in drugih delcev - je v resnici v manjšini . Večina snovi zunaj je narejenih iz nečesa, česar ne vidimo; dobesedno ne oddaja svetlobe, temu pravimo temna snov . Vemo, da obstaja na primer iz načina, kako se galaksije vrtijo in se gibljejo v grozdih. Obstaja tudi precej več dokazov o njegovem obstoju.
V desetletjih so astronomi odpravili skoraj vse, kar vemo, da bi lahko bila temna snov. Odvratni planeti, mrtve zvezde, čudna fizika itd. Na seznamu 'morda' ni veliko, vendar vključuje eksotične subatomske delce, kot so aksioni in drobne črne luknje.
Ja, črne luknje. Navadno mislimo, da imajo te zveri najmanj trikratno maso Sonca (ki nastane, ko eksplodirajo masivne zvezde) do supermasivnih v središčih galaksij, ki za milijarde odtehtajo našo lokalno zvezdo. Vemo, da temna snov ne more biti tovrstnih črnih lukenj, ker njihova gravitacija vpliva na svetlobo, ki prehaja blizu njih, in ji upogne pot. Da bi upoštevali količino temne snovi, za katero mislimo, da je tam zunaj, bi moralo biti toliko črnih lukenj, ki bi jih že opazili.
Normalno črne luknje (kot je vsaka od njih 'normalna'). Izkazalo se je, da obstaja druga vrsta. So teoretični in imajo veliko manj mase. Pravzaprav bi lahko nekateri imeli tako majhno maso kot Luna. Črna luknja s to maso bi bila majhna, široka le približno 0,2 milimetra! To je približno debelina človeških las.
Nihče še ni bil viden, vendar se domneva, da so nastali na samem začetku vesolja. Obstaja več načinov, na katere bi lahko nastali, vključno z ogromnimi pritiski, ki so nastali, ko je bilo vesolje še delček sekunde staro, vsa snov in energija v celotnem vesolju pa sta bila v prostornini, manjši od zrna peska. Ker bi se takrat oblikovali, jih kličejo prvotne črne luknje .
Domiselna umetniška dela otroških vesoljev, ki se drstejo in rastejo v prvih trenutkih obstoja našega lastnega vesolja. Kredit: IPMU Kavli
Drug način je skozi tako imenovano lažni vakuum . Ta koncept je precej zapleten, vendar je ideja, da vsak predmet z energijo teži k temu nižje svojo energijo. Zato se pri segrevanju stvari ohladijo ali padejo na tla, če jih spustimo. Vesolje samo ima energijo in mislimo, da je vakuum prostora v najnižjem energijskem stanju, kot je lahko. Toda kvantna mehanika postulira, da je stanje z nižjo energijo lahko pravo stanje vakuuma in to, v čemer zdaj živimo, je lažni vakuum.
Če bi se del vesolja danes sesul v pravo stanje vakuuma, bi ta mehurček zrasel in sčasoma porabil vesolje. To ni ravno vesela zgodba za spanje, če pa želite prebrati več o moji prijateljici in astrofiziki Katie Mack o tem napisal članek za revijo Cosmos .
Če pa bi se kaj takega zgodilo, ko je bilo vesolje le del sekunde staro, bi razširitev Univerzuma prehitela rast tako resničnega vakuumskega mehurčka in ne bi mogli dohiteti in uničiti vsega. Bilo je zelo kratko obdobje, imenovano inflacija, ko se je vesolje zelo hitro širilo , hitreje od svetlobne hitrosti in če so se v tem obdobju (ki je mimogrede trajal 10-32sekunde, torej ne dolgo) bi se odcepili od našega lastnega vesolja in ga ne uničili.
Iz notranjosti bi videli takšen mehurček se je rodilo popolnoma novo vesolje . Morda so se na ta način oblikovali naši. Toda zunaj takega mehurčka bi videli veliko maso, stisnjeno v majhen volumen: črno luknjo.
V novi študiji , avtorji raziskujejo, kako bi to izgledalo zdaj dane razmere v zgodnjem vesolju. Nastale bi črne luknje v različnih masah, večinoma vse zelo majhne.
Toda možne mini črne luknje imajo veliko možnosti. Avtorji na primer ugotavljajo, da če se mase teh prvotnih črnih lukenj gibljejo od približno mase majhnega asteroida do približno mase Lune (zelo približno 100 bilijonov do 1022kilogramov), potem bi bila skupna masa teh ustvarjenih predmetov enaka masi vse temne snovi v vesolju.
Simulacija tega, kako bi izgledala črna luknja s kolutom plina, ki se vrti okoli nje, glede na bizarne učinke njene hude gravitacije na svetlobo diska. Kredit: NASA -jev center vesoljskih letov Goddard/Jeremy Schnittman
Bi jih lahko zaznali? Kot sem rekel, črne luknje upogibajo svetlobo in črna luknja, ki poteka med nami in bolj oddaljeno zvezdo, bi vplivala na svetlobo zvezde in jo na merljiv način okrepila. Temu pravimo gravitacijsko leče . Videli so številne dogodke z objektivi, običajno z oddaljenimi zvezdami, ki gredo pred drugo zvezdo, ali pa se je svetloba iz celotne galaksije deformirala, ko prehaja skozi ogromno kopico galaksij. Vendar iz prvotne črne luknje ni bilo videti ničesar.
... mogoče. V namenski raziskavi bližnje galaksije Andromeda je bil videti čuden dogodek mikrooblikovanja, ki je iskal vse zvezde, ki se zdijo svetleče na način, ki je skladen z lečami. Našli so le enega kandidata in to je bilo skladno s prvotno črno luknjo. V tej študiji je astronomi, ki opazujejo, uporabljajo ta dogodek, da izključijo široko paleto možnih prvotnih črnih lukenj, ki bi lahko sestavljale temno snov . Avtorji nove študije pravijo, da so njihovi rezultati še vedno skladni s tem, kar omogoča, da se vsaj delno sestavi temna snov iz teh majhnih črnih lukenj.
Pot svetlobe okoli črne luknje se močno popači zaradi gravitacije. Na tem diagramu je Zemlja desno na desni, svetloba iz materiala za črno luknjo pa se upogne proti nam in pusti luknjo, kjer je sama črna luknja. Kredit: Nicolle R. Fuller/NSF
Prav tako kažejo, da je možno, da bi nekatere večje primordialne črne luknje zagotovile 'semenske mase' - začetne komplete, če hočete - za supermasivne črne luknje, ki jih vidimo v današnjih galaksijah, pri čemer veliko večje rastejo iz majhnih . Trdijo celo, da je črne luknje z zvezdno maso, tiste z nekaj do nekaj desetkrat večjo maso Sonca, mogoče ustvariti na ta način in ne nujno iz dogodkov supernov velikih zvezd. Mislijo, da so to lahko črne luknje, ki jih trčimo in ustvarjamo gravitacijske valove v dogodkih, ki jih je opazil LIGO.
V redu, torej imaš. Seveda je veliko, vendar obstaja večje vprašanje: Je to pravilno?
No, morda. Vse je teoretično in od tega, kar zdaj vemo, je treba narediti veliko korakov do dejanskih drobnih črnih lukenj, ki prežemajo vesolje in ustvarjajo skrivnosti povsod. Zame osebno je veliko za pogoltniti. Vedno sem previden pri eni vrsti stvari, ki rešuje ogromno težav; običajno ugotovimo, da nova vrsta predmeta ali dogodka razlaga a nekaj uganke, ki jih vidimo, ne vse. Nekaj, kar deluje kot ključ okostja, si zasluži veliko več skepticizma.
Zato bom prepustil strokovnjakom, ki bodo to idejo podprli ali ovrgli. Kakor koli že, zanimivo je in pri enem mi je všeč, kako pametno je. Uživam, ko se ljudje igrajo z idejami, v znanosti, še posebej visoko teoretični znanosti, je dobro, da te ideje objavimo, da jih bodo lahko drugi znanstveniki pobrskali. 'Pametno' ne pomeni 'pravilno', vendar lahko pomaga omejiti druge ideje ali navdihniti opazovanja za preverjanje hipotez.
straši hiše na hribu vodnik staršev
Večina idej se izkaže za napačne, vendar postopek njihovega priprave in preizkušanja pomaga napredovati znanosti in razumevanju v vsakem primeru.
Plus? O tem je zabavno razmišljati. To je velik razlog, da se ukvarjamo tudi z znanostjo.
