Mogu li se primordijalne crne rupe skrivati u našem Sunčevom sustavu?

Crne rupe odavno fasciniraju astronome, s tri prepoznatljive vrste koje su opažene diljem svemira. Crne rupe zvjezdane mase nastaju kada masivne zvijezde kolabiraju pod vlastitom gravitacijom na kraju svog životnog ciklusa. Crne rupe srednje mase mogu se pronaći unutar nekih zvjezdanih jata, dok supermasivne crne rupe dominiraju središtima galaksija, uključujući i naš Mliječni put. Međutim, znanstvenici sada razmatraju postojanje četvrte, hipotetske vrste: primordijalnih crnih rupa.

Primordijalne crne rupe teoretizirane su da su nastale u kaotičnim trenucima nakon Velikog praska, formirajući se iz sićušnih fluktuacija u gusto isprepletenoj tkanini ranog svemira. Za razliku od drugih crnih rupa, ove nisu nastale iz umirućih zvijezda ili masivnih kozmičkih sudara. Njihov proces formiranja znači da bi mogle biti nevjerojatno male mase—i jednako teško uočljive. S horizontom događaja koji bi mogao biti manji od zrna pijeska, njihovo identificiranje u prostranstvu svemira predstavlja iznimno težak izazov. Nedavno sam pisao o tome kako bi primordijalne crne rupe mogle utjecati na kolebanje Marsa.

Mogu li primordijalne crne rupe objasniti tamnu tvar?

Jedna od najzanimljivijih teorija koja se odnosi na primordijalne crne rupe jest njihova moguća povezanost s neuhvatljivom tvari poznatom kao tamna tvar. Tamna tvar, koja čini oko 85% materije u svemiru, ostaje nevidljiva i nedetektabilna konvencionalnim metodama. Unatoč opsežnim istraživanjima, njezina prava priroda još uvijek zbunjuje znanstvenike. No, neki istraživači sugeriraju da bi primordijalne crne rupe mogle biti ključan dio slagalice tamne tvari. Iako su ranija opažanja isključila veće crne rupe, poput onih planetarnih masa, primordijalne crne rupe i dalje ostaju valjani kandidati. Pitanje je: kako možemo potvrditi njihovo postojanje?

Novo istraživanje, objavljeno na otvorenom serveru arXiv, preuzima izazov testiranja jesu li primordijalne crne rupe možda skrivene unutar našeg Sunčevog sustava. Prema istraživačima, ako tamnu tvar čine ove sitne crne rupe, one bi se okupljale oko obične materije, slično kao i sama tamna tvar. To znači da bi halo primordijalnih crnih rupa mogao okruživati Mliječni put—pa čak i biti raspršen unutar našeg vlastitog Sunčevog sustava. Studija istražuje mogu li ove primordijalne crne rupe suptilno utjecati na gibanje planeta (kao Mars, na primjer), asteroida ili kometa. Ako postoje, njihova bi gravitacijska sila trebala uzrokovati male, ali detektabilne promjene u orbitama nebeskih tijela.

Lov na tragove u orbitalnim podacima

Kako bi testirali ovu teoriju, istraživači su proveli računalne simulacije kako bi utvrdili bi li ove crne rupe mogle utjecati na precizno gibanje objekata u Sunčevom sustavu. Znanstvenici prate kretanje planeta i drugih tijela pomoću efemerida, tablica koje predviđaju njihove položaje tijekom vremena. Usporedbom podataka iz efemerida tijekom desetljeća, istraživači su se nadali da će identificirati sitne varijacije koje bi mogle ukazivati na prisutnost primordijalnih crnih rupa. Međutim, rezultati nisu bili konačni. Čak i s naprednom tehnologijom, gravitacijski učinci primordijalnih crnih rupa bili bi preslabi da bi se detektirali u Sunčevom sustavu. Simulacije su otkrile da bi takav utjecaj bio nekoliko redova veličine manji od onoga što trenutačne granice opažanja mogu izmjeriti.

Iako studija nije pronašla konačne dokaze, također nije isključila postojanje primordijalnih crnih rupa. Suprotno nekim ranijim tvrdnjama, istraživači tvrde da primordijalne crne rupe i dalje mogu biti odgovorne za tamnu tvar, čak i ako su njihovi učinci previše suptilni da ih trenutno možemo promatrati. To ostavlja otvorenu mogućnost za daljnje istraživanje i napredne tehnologije koje bi jednog dana mogle pružiti alate za njihovo otkrivanje.

Potraga za primordijalnim crnim rupama ostaje jedan od najuzbudljivijih—i najneuhvatljivijih—izazova moderne astrofizike. S razvojem novih teleskopa i metoda detekcije, mogli bismo u budućnosti otključati ovu kozmičku misteriju. Do tada, primordijalne crne rupe nastavljaju fascinirati znanstvenike kao potencijalni ključ za razumijevanje i ranih trenutaka svemira i tamne tvari koja nas danas okružuje.