Crne rupe nastale u ranom svemiru mogle bi se ponašati kao petodimenzionalni objekti ako prostor ima još jednu, skrivenu dimenziju. Novi teorijski rad povezuje tu mogućnost s pitanjem mogu li vrlo male crne rupe opstati do danas. Ni takve crne rupe ni dodatna prostorna dimenzija još nisu potvrđene opservacijama.
Luis Anchordoqui, Alek Bedroya i Dieter Lüst u radu objavljenom u časopisu Physical Review D ispituju nekoliko mogućih načina nastanka primordijalnih crnih rupa. Izračuni polaze od modela u kojem postoji dodatna prostorna dimenzija.
Crne rupe koje nisu nastale smrću zvijezde
Većinu poznatih crnih rupa povezujemo s kolapsom masivnih zvijezda ili s rastom supermasivnih objekata u središtima galaksija. Primordijalne, odnosno praiskonske crne rupe imale bi drukčije podrijetlo: mogle su nastati iz gustih područja materije i energije mnogo prije nego što su se pojavile prve zvijezde.
Zbog takvog podrijetla njihova masa ne bi morala odgovarati masi zvijezde. Za njihov nastanak presudno je može li se dovoljno energije koncentrirati u dovoljno mali prostor da gravitacija spriječi bijeg svjetlosti.
Za ove se objekte zanimaju i istraživači tamne tvari. Crna rupa ne mora emitirati svjetlost da bi gravitacijski djelovala na okolinu. Ipak, mogućnost da dio tamne tvari čine primordijalne crne rupe nije isto što i potvrda da one postoje ili da mogu objasniti svu tamnu tvar.
Što znači peta dimenzija
U uobičajenom opisu prostor ima tri dimenzije, a vrijeme četvrtu. Ovdje je riječ o još jednoj prostornoj dimenziji, vrlo maloj u usporedbi s veličinama koje poznajemo iz svakodnevice. Model skrivene prostorne dimenzije dopušta da se gravitacija prostire i kroz nju, dok obična materija ostaje vezana uz poznati prostor.
Takva pretpostavka mijenja odnos između mase, veličine i temperature crne rupe. Prema Hawkingovu teorijskom opisu, crne rupe mogu gubiti masu zračenjem. Brzina gubitka mase određuje koliko dugo crna rupa može opstati, a dodatna dimenzija mogla bi promijeniti taj odnos.
Autori razmatraju nastanak tijekom inflacije, faznih prijelaza i kolapsa kozmičkih struna. Uz ograničenja kvantne gravitacije koja primjenjuju, održivi scenariji uglavnom završavaju petodimenzionalnim crnim rupama. Za objekte nastale iz kozmičkih struna dobivaju i mogućnost trajanja usporedivog sa starošću svemira.
Kozmičke strune pritom su hipotetski tragovi promjena u ranom svemiru, a ne strune sastavljene od obične tvari. Njihovo postojanje također tek treba dokazati.
Za provjeru modela trebalo bi pronaći njegove predviđene signale i razlikovati ih od zračenja poznatih astrofizičkih izvora. Autori razmatraju i moguću povezanost s vrlo energičnim neutrinom koji je zabilježio KM3NeT, ali podudarnost energetskog raspona sama po sebi ne potvrđuje ni podrijetlo čestice ni dodatnu dimenziju.
