Astronomi ne mogu objasniti zašto se primordijalne crne rupe nigdje ne mogu pronaći

Kada je Veliki prasak stvorio naš svemir prije 13,8 milijardi godina, jedna od prvih stvari koje su se pojavile iz tog užarenog, homogenog materijala bile su crne rupe. No, te prastare crne rupe bile su nešto drugačije od onih koje poznajemo danas. Poznate kao primordijalne crne  rupe, ovi drevni objekti smatrani su izuzetno malima — možda čak veličine atoma — i vrlo brojni. Ipak, unatoč njihovoj ključnoj ulozi u našem razumijevanju ranog svemira, one ostaju hipotetične, budući da astronomi nikada nisu uspjeli pronaći niti jednu u Kozmičkom mikrovalnom pozadinskom zračenju (CMB), ostatku najstarijeg svjetla u svemiru.

Ovaj nedostatak prijeti popularnim kozmološkim modelima. Sada, tim istraživača tvrdi da imaju objašnjenje, detaljno opisano u dvama novim studijama (ovdje i ovdje): možda jednostavno ima mnogo manje primordijalnih crnih rupa nego što se prije vjerovalo. “… Mnogi istraživači smatraju da su one snažan kandidat za tamnu materiju, ali trebalo bi ih biti mnogo da bi ta teorija bila zadovoljena,” rekao je Jason Kristiano, koautor studija i doktorand na Sveučilištu u Tokiju, u izjavi o radu. No, unatoč jakim razlozima za njihovo obilje, dodao je, “nismo ih izravno vidjeli, a sada imamo model koji bi trebao objasniti zašto je to slučaj.”

Primordijalne crne rupe i tamna tvar

Kao što je Kristiano rekao, primamljivo je vjerovati da su primordijalne crne rupe svuda prisutne jer bi one mogle jednostavno objasniti postojanje tamne tvari, tajanstvene tvari koja čini više od 85 posto ukupne mase u svemiru. Budući da su same crne rupe nevidljive i mogu se promatrati samo putem njihovog gravitacijskog utjecaja, primordijalne crne rupe tako malih razmjera bile bi izuzetno teške za detekciju. Iz tih razloga, mnogi astronomi vjeruju da se upravo tamo može skrivati sva ta tamna materija.

S druge strane, možda ipak ne. Prema istraživačima, primordijalne crne rupe nastaju kolapsom gravitacijskih valova kratkih, ali snažnih valnih duljina. U vrijeme kada su se formirale, neposredno nakon Velikog praska, svemir je bio relativno mali, dopuštajući postojanje ovih moćnih valova koji stvaraju crne rupe. No, primjenjujući trenutna razumijevanja kvantne teorije polja na opažanja CMB-a, istraživači tvrde da ti valovi, također, možda nisu bili tako brojni kao što smo mislili.

“Ono što smo otkrili jest da ti mali, ali snažni valovi mogu dovesti do inače neobjašnjivog pojačanja puno duljih valova koje vidimo u sadašnjem CMB-u,” rekao je suautor Jun’ichi Yokoyama s Kavli instituta za fiziku i matematiku svemira na Sveučilištu u Tokiju u izjavi. “Iako bi pojedinačni kratki valovi bili relativno nemoćni, koherentne skupine bi imale snagu da preoblikuju valove mnogo veće od njih samih,” dodao je. To je uvjerljiva teorija, ali tek kada budemo imali gravitacijske valne opservatorije u svemiru, dobit ćemo konačne odgovore