Čo je tmavá hmota? Ako sa vlastne objavujú supermasívne čierne diery? Na túto starú otázku môžu odpovedať prvotné čierne diery. Kozmológovia z Leidenu a Číny identifikovali nový spôsob, ktorým by sa tieto hypotetické objekty mohli zrodiť bezprostredne po Veľkom tresku. Ich práca bola publikovaná v Physical Review Letters.
Vedci čelia veľkým záhadám v snahe porozumieť vesmíru. Napríklad hviezdy sa pohybujú v galaxiách, akoby mali päťkrát väčšiu hmotnosť ako vidíme. Čo obsahuje táto temná hmota? Existuje ešte jedna záhada: galaxie napájajú obrovské čierne diery v ich jadrách, ktoré vážia milióny slnečných hmôt. V mladých galaxiách by kolabujúce hviezdy nemali dostatok času na to, aby sa toľko rozšírili. Ako potom vznikli tieto supermasívne čierne diery?
Prvotné čierne diery: dlho očakávaná odpoveď?
Kozmológovia navrhli hypotetické riešenie, ktoré by mohlo vyriešiť jednu z dvoch záhad. Prvotné čierne diery, ktoré sa objavili krátko po Veľkom tresku, majú schopnosť buď zostať maličké, alebo rýchlo získať hmotu. V prvom prípade sú vhodné pre úlohu temnej hmoty. V druhom prípade sa môžu stať semenami supermasívnych čiernych dier. Kozmológ Dong-Gang Won z univerzity v Leidene a jeho čínski kolegovia Yi-Fu Kai, Ji Tong a Sheng-Feng Yang z Čínskej univerzity popísali nový spôsob, ako by sa počas Veľkého tresku mohli objaviť prvotné čierne diery.
Po Veľkom tresku vesmír obsahoval malé poruchy hustoty spôsobené náhodnými kvantovými výkyvmi. Sú dostatočne veľké na to, aby vytvorili hviezdy a galaxie, ale príliš malé na to, aby sa z nich samy stali prvotné čierne diery. Vaughn a jeho kolegovia identifikovali nový rezonančný efekt, ktorý umožňuje prvotné čierne diery selektívnym zosilňovaním určitých porúch. To vedie k predikcii, že všetky prvotné čierne diery by mali mať približne rovnakú hmotnosť. Úzke vrcholy na obrázku ukazujú rozsah možných hmotností spôsobených rezonanciou.
"Iné výpočty zvyšujú nevôľu inak, ale narazia na problémy," hovorí Vaughn. "Rezonanciu používame počas inflácie, keď vesmír rástol exponenciálne tesne po Veľkom tresku." Naše výpočty sú dostatočne jednoduché na prácu. V skutočnosti môže byť mechanizmus komplikovanejší, ale to je minimálne začiatok. ““
Propagačné video:
Iľja Khel