Analiza mreškanja u prostoru-vremenu sugerira da se tajanstvena tvar sastoji od iskonskih crnih rupa.
Tamna tvar dolazi od drevnih crnih rupa
Prema novoj studiji, tamna tvar, misteriozna tvar koja vrši gravitacijsko privlačenje, ali ne emitira svjetlost, mogla bi se doista sastojati od ogromnih koncentracija drevnih crnih rupa stvorenih na samom početku svemira. Taj zaključak proizlazi iz analize gravitacijskih valova u prostor-vremenu, nastalih dvama udaljenim sudarima crnih rupa i neutronskih zvijezda.
Valove – označene GW190425 i GW190814 – otkrili su 2019. godine Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) u Washingtonu i Louisiani te Virgo Interferometer u blizini Pise, u Italiji. Prethodna analiza sugerirala je da su valovi nastali sudarima crnih rupa između 1,7 i 2,6 puta mase našeg sunca i manjih neutronskih zvijezda ili puno većih crnih rupa.
“Crne rupe Sunčeve mase prilično su misteriozne, jer ih konvencionalna astrofizika ne očekuje”, glavni autor studije Volodymyr Takhistov sa Sveučilišta California u Los Angelesu Angeles, rekao je Live Science e-poštom.
Umjesto toga, autori u studiji, objavljenoj 16. veljače u časopisu Physical Review Letters, smatraju da su ove crne rupe Sunčeve mase možda “iskonske” crne rupe stvorene tijekom Velikog praska ili neutronske zvijezde kasnije pretvorene u crne rupe nakon gutanja iskonskih crnih rupa odnosno nakon apsorpcije određenih predloženih vrsta tamne tvari, tvrdi Takhistov.
Iskonske crne rupe
Iskonske crne rupe, ako postoje, vjerojatno su stvorene u prvoj sekundi Velikog praska prije oko 13,77 milijardi godina. Dolaze u svim veličinama. Najmanja bi bila mikroskopska, a najveća desetke tisuća puta veća od mase našeg sunca.
Izračuni pokazuju da bi najmanje “isparile” emitirajući kvantne čestice postupkom poznatim kao Hawkingova radijacija, tako da bi do danas opstale samo iskonske crne rupe mase veće od 10 ^ 11 kilograma – otprilike mase malog asteroida.
Da postoje, ove drevne crne rupe činile bi aureole “tamne materije” oko galaksija, smatraju neki astrofizičari.
Istraživači su htjeli saznati mogu li razlikovati iskonske crne rupe od crnih rupa nastalih putem neutronskih zvijezda, blistavih ostataka supernova nakon eksplozija matičnih zvijezda.
Astrofizičari su izračunali da kad se uruše zvijezde s približno pet puta većom masom od Sunca, iza sebe ostavljaju neutronsku zvijezdu ultra guste materije, s otprilike masom našeg Sunca upakiranom u kuglu veličine grada.
Prema ovoj teoriji, intenzivna gravitacija nekih neutronskih zvijezda neprekidno bi privlačila čestice tamne tvari. Na kraju bi njihova gravitacija postala toliko jaka da bi se neutronska zvijezda i tamna materija zajedno urušili u crnu rupu, sugerira novo istraživanje.
Alternativa je da se neutronska zvijezda može spojiti s malom iskonskom crnom rupom koja se potom smješta u težište neutronske zvijezde i uzima okolnu materiju sve dok ne ostane samo crna rupa.
Gravitacijski valovi
Takhistov i njegovi kolege zaključili su da bi crne rupe, transformirane iz neutronskih zvijezda, morale slijediti istu raspodjelu masa kao i zvijezde iz kojih potječu.
Uzimajući to u obzir, analizirali su podatke oko 50-ak detektiranih gravitacijskih valova i otkrili da su samo dva – GW190425 i GW190814 – uključivali objekte s masama koje odgovaraju iskonskim crnim rupama.
Istraživanje nije konačno: još uvijek je moguće da su u ta dva sudara sudjelovale neutronske zvijezde ili crne rupe dobivene iz neutronskih zvijezda tih veličina, no distribucija mase neutronskih zvijezda za koje se pretpostavlja da postoje u svemiru, čini to malo vjerojatnim, napisali su autori.
Metoda će postati preciznija što se bude otkrivalo više gravitacijskih valova, rekao je Takhistov: “Test je statističke prirode, pa će prikupljanje više podataka omogućiti bolje razumijevanje.”
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram
Izvori:
Ja sam Matija Klarić.
Student sam Ekonomskog fakulteta, a u slobodno se vrijeme bavim volonterstvom te istraživanjem, čitanjem i pisanjem o mojim omiljenim temama; svemiru, astronomiji, astrofizici i tehnologiji.
