Οι επιστήμονες ίσως βρήκαν απάντηση στο μυστήριο της σκοτεινής ύλης: Και προς έκπληξή τους εμπλέκεται ένα υποπροϊόν του πρώτου μισού του δευτερολέπτου της Μεγάλης Έκρηξης Επί περίπου 50 χρόνια, η επιστημονική κοινότητα αντιμετωπίζει ένα καθοριστικό πρόβλημα: Δεν υπάρχει αρκετή ορατή ύλη στο σύμπαν.
Όλη η ύλη που μπορούμε να δούμε – αστέρια, πλανήτες, κοσμική σκόνη και όλα τα ενδιάμεσα – δεν μπορεί να εξηγήσουν γιατί το σύμπαν συμπεριφέρεται όπως συμπεριφέρεται και για να έχουν νόημα οι παρατηρήσεις των ερευνητών, θα πρέπει να υπήρχε πενταπλάσια ποσότητα ύλης, σύμφωνα με τη NASA .
Οι επιστήμονες την αποκαλούν σκοτεινή ύλη, επειδή δεν αλληλεπιδρά με το φως και είναι αόρατη.
Στη δεκαετία του 1970, οι Αμερικανοί αστρονόμοι Βέρα Ρούμπιν και Κεντ Φορντ επιβεβαίωσαν την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης παρατηρώντας αστέρια που περιφέρονται σε τροχιά στην άκρη των σπειροειδών γαλαξιών. Παρατήρησαν ότι αυτά τα αστέρια κινούνταν πολύ γρήγορα για να συγκρατηθούν μεταξύ τους από την ορατή ύλη του γαλαξία και τη βαρύτητά του — θα έπρεπε να είχαν πετάξει μακριά.
Η μόνη εξήγηση ήταν μια μεγάλη ποσότητα αόρατης ύλης, που συνέδεε τον γαλαξία.
«Αυτό που βλέπετε σε έναν σπειροειδή γαλαξία», είπε η Ρούμπιν εκείνη τη στιγμή, «δεν είναι αυτό που υπάρχει». Το έργο της βασίστηκε σε μια υπόθεση που διατυπώθηκε τη δεκαετία του 1930 από τον Ελβετό αστρονόμο Φριτς Ζβικι και ξεκίνησε μια αναζήτηση για την αόρατη ύλη.
Από τότε, οι επιστήμονες προσπαθούν να παρατηρήσουν απευθείας τη σκοτεινή ύλη και μάλιστα κατασκεύασαν μεγάλες συσκευές για να την ανιχνεύσουν – αλλά μέχρι στιγμής, χωρίς επιτυχία.
Στην αρχή της έρευνας, ο διάσημος Βρετανός φυσικός Στίβεν Χόκινγκ υπέθεσε ότι η σκοτεινή ύλη θα μπορούσε να κρύβεται σε μαύρες τρύπες – το κύριο θέμα της εργασίας του – που σχηματίστηκαν κατά τη διάρκεια της Μεγάλης Έκρηξης.
Τώρα, μια νέα μελέτη από ερευνητές του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης [ΜΙΤ] επανέφερε τη θεωρία στο προσκήνιο, αποκαλύπτοντας από τι δημιουργήθηκαν αυτές οι αρχέγονες μαύρες τρύπες και ανακαλύπτοντας ενδεχομένως έναν εντελώς νέο τύπο εξωτικής μαύρης τρύπας.
«Ήταν πραγματικά μια υπέροχη έκπληξη », είπε ο Ντέιβιντ Κέιζερ, ένας από τους συγγραφείς της μελέτης.
«Χρησιμοποιούσαμε τους περίφημους υπολογισμούς του Στίβεν Χόκινγκ για τις μαύρες τρύπες, ειδικά το σημαντικό του αποτέλεσμα σχετικά με την ακτινοβολία που εκπέμπουν οι μαύρες τρύπες», είπε ο Κειζερ. «Αυτές οι εξωτικές μαύρες τρύπες αναδύονται από την προσπάθεια αντιμετώπισης του προβλήματος της σκοτεινής ύλης – είναι ένα υποπροϊόν της εξήγησης της σκοτεινής ύλης».
Το πρώτο μισό του δευτερολέπτου
Οι επιστήμονες έχουν κάνει πολλές εικασίες για το τι θα μπορούσε να είναι η σκοτεινή ύλη, που κυμαίνονται από άγνωστα σωματίδια έως επιπλέον διαστάσεις. Αλλά η θεωρία των μαύρων τρυπών του Χόκινγκ μπήκε στο παιχνίδι μόλις πρόσφατα.
«Οι άνθρωποι δεν το έπαιρναν στα σοβαρά μέχρι πριν από ίσως 10 χρόνια», είπε η συν-συγγραφέας της μελέτης Έλμπα Αλόνσο – Μονσάλβε, μεταπτυχιακή φοιτήτρια του MIT. «Και αυτό συμβαίνει επειδή οι μαύρες τρύπες κάποτε φαίνονταν πραγματικά άπιαστες – στις αρχές του 20ου αιώνα, οι άνθρωποι πίστευαν ότι ήταν απλώς ένα μαθηματικό διασκεδαστικό γεγονός, τίποτα φυσικό».
Γνωρίζουμε τώρα ότι σχεδόν κάθε γαλαξίας έχει μια μαύρη τρύπα στο κέντρο του και η ανακάλυψη των βαρυτικών κυμάτων του Αϊνστάιν που δημιουργήθηκαν από τις μαύρες τρύπες το 2015 από τους ερευνητές – ένα ορόσημο – κατέστησε σαφές ότι βρίσκονται παντού.
«Στην πραγματικότητα, το σύμπαν βρίθει από μαύρες τρύπες», είπε η Αλόνσο Μονσάλβε «Αλλά το σωματίδιο της σκοτεινής ύλης δεν έχει βρεθεί, παρόλο που οι άνθρωποι έψαξαν σε όλα τα μέρη όπου περίμεναν να το βρουν. Αυτό δεν σημαίνει ότι η σκοτεινή ύλη δεν είναι σωματίδιο ή ότι είναι σίγουρα μαύρες τρύπες. Θα μπορούσε να είναι ένας συνδυασμός και των δύο. Αλλά τώρα, οι μαύρες τρύπες ως υποψήφιες για σκοτεινή ύλη λαμβάνονται πολύ πιο σοβαρά».
Άλλες πρόσφατες μελέτες επιβεβαίωσαν την εγκυρότητα της υπόθεσης του Χόκινγκ, αλλά η πρόσφατη εργασία της Αλόνσο-Μονσάλβε και του Κέιζερ, καθηγητή φυσικής και της Ιστορίας της Επιστήμης στο MIT, πηγαίνει ένα βήμα παραπέρα και εξετάζει τι ακριβώς συνέβη όταν σχηματίστηκαν για πρώτη φορά οι αρχέγονος μαύρος τρύπες .
Η μελέτη , η οποία δημοσιεύτηκε στις 6 Ιουνίου στο περιοδικό Physical Review Letters, αποκαλύπτει ότι αυτές οι μαύρες τρύπες πρέπει να εμφανίστηκαν στο πρώτο μισό του δευτερολέπτου της Μεγάλης Έκρηξης:
«Είναι πολύ νωρίς και πολύ νωρίτερα από τη στιγμή που τα πρωτόνια και τα νετρόνια , τα σωματίδια από τα οποία είναι φτιαγμένα τα πάντα, σχηματίστηκαν», είπε η Αλόνσο – Μονσάλβε.
Στον καθημερινό μας κόσμο, δεν μπορούμε να βρούμε πρωτόνια και νετρόνια σπασμένα, πρόσθεσε, και λειτουργούν ως στοιχειώδη σωματίδια. Ωστόσο, γνωρίζουμε ότι δεν είναι, επειδή αποτελούνται από ακόμη μικρότερα σωματίδια που ονομάζονται κουάρκ, ενωμένα μεταξύ τους με άλλα σωματίδια που ονομάζονται γκλουόνια.
«Δεν μπορείτε να βρείτε κουάρκ και γκλουόνια μόνα και ελεύθερα στο σύμπαν τώρα, γιατί είναι πολύ κρύο», πρόσθεσε . «Αλλά νωρίς στη Μεγάλη Εκρηξη, όταν έκανε πολλή ζέστη, μπορούσαν να βρεθούν μόνα και ελεύθερα Έτσι οι αρχέγονες μαύρες τρύπες σχηματίστηκαν απορροφώντας ελεύθερα κουάρκ και γκλουόνια».
Ένας τέτοιος σχηματισμός θα τις έκανε θεμελιωδώς διαφορετικές από τις αστροφυσικές μαύρες τρύπες που παρατηρούν συνήθως οι επιστήμονες στο σύμπαν, οι οποίες είναι το αποτέλεσμα της κατάρρευσης των αστεριών.
Επίσης, μια αρχέγονη μαύρη τρύπα θα ήταν πολύ μικρότερη – μόνο η μάζα ενός αστεροειδούς, κατά μέσο όρο, συμπυκνώθηκε στον όγκο ενός μόνο ατόμου. Αλλά αν ένας επαρκής αριθμός από αυτές τις αρχέγονες μαύρες τρύπες δεν εξατμιζόταν στην πρώιμη Μεγάλη Έκρηξη και επιβίωσε μέχρι σήμερα, θα μπορούσαν να αποτελούν το σύνολο ή την περισσότερη σκοτεινή ύλη.
Ακολουθήστε το Hellas-now.com στο Facebook και στο Google news. Μπορείτε επίσης να μας βρείτε στο Telegram και στο Twitter
