gov-civil-vilareal.ptДали тъмната материя е направена от малки малки черни дупки от друга вселена? Ами…
>Да, ще искаш да седнеш за това. Малко е много:
Това е възможен че тъмната материя е направена от малки черни дупки, създадени в самото начало на времето чрез зародиш от мехурчета от фалшив вакуум, които създават бебешки вселени, съдържащи подлунна маса материя по време на безкрайно кратък период на космическа хиперинфлация.
Ако е така, смятат екип от учени , това би могло да реши няколко заяждащи пъзела за Вселената, включително тъмната материя, източници на гравитационни вълни и странно наблюдение, направено от галактиката Андромеда.
Виждате ли? Много е. За да бъда ясен, аз съм доста скептичен, меко казано, но това е забавна идея, базирана на поредица от забавни идеи, така че нека се заемем с тях едно по едно.
Произведения на изкуството, изобразяващи черна дупка с акреционен диск и магнитни полета, които се въртят над нея. Кредит: НАСА/JPL-Caltech
Видът на материята, която виждаме във Вселената - съставена от електрони, неутрони, протони и други частици - всъщност е в малцинството от нещата там . По -голямата част от материята навън е направена от нещо, което не можем да видим; буквално не излъчва светлина, затова го наричаме тъмна материя . Знаем, че съществува например от начина, по който галактиките се въртят и се движат в клъстери. Има и доста повече доказателства за съществуването му.
През десетилетията астрономите са елиминирали почти всичко, което знаем, че би могло да бъде тъмна материя. Измамни планети, мъртви звезди, странна физика и т.н. В списъка „може би“ не е останало много, но той включва екзотични субатомни частици като аксиони и малки черни дупки.
какво да правиш, когато се върне, след като те игнорира
Да, черни дупки. Склонни сме да мислим, че тези зверове имат поне три пъти масата на Слънцето (които се образуват при избухване на масивни звезди) до свръхмасивни в центровете на галактиките, които надвишават нашата местна звезда с фактор на милиарди. Знаем, че тъмната материя не може да бъде от този вид черни дупки, защото тяхната гравитация влияе на светлината, която минава близо до тях, огъвайки пътя си. За да се отчете количеството тъмна материя, което смятаме, че е там, би трябвало да има толкова много черни дупки, които бихме забелязали досега.
Нормално черни дупки, т.е. (както всяка от тях е „нормална“). Оказва се, че има друг вид, може би. Те са теоретични и имат много по -малка маса. Всъщност някои биха могли да имат толкова малка маса, колкото Луната. Черна дупка с такава маса би била малка, широка само около 0,2 милиметра! Това е приблизително дебелината на човешката коса.
Никой никога не е виждал, но се предполага, че са създадени в самото начало на Вселената. Има няколко начина, по които те биха могли да се формират, включително само огромния натиск, генериран, когато Вселената беше все още на частица от секундата и цялата материя и енергия в целия космос бяха в обем, по -малък от зърно пясък. Тъй като щяха да се формират тогава, те се наричат първични черни дупки .
Фантастични произведения на изкуството на бебешките вселени, които се размножават и растат в първите моменти от съществуването на нашата собствена Вселена. Кредит: Кавли IPMU
Друг начин е чрез това, което се нарича фалшив вакуум . Тази концепция е доста сложна, но идеята е, че всеки обект с енергия има тенденция нисък неговата енергия. Ето защо нещата се охлаждат при нагряване или падат на земята, ако бъдат пуснати. Самата Вселена има енергия и ние сме склонни да мислим, че космическият вакуум е в най -ниското енергийно състояние, което може да бъде. Но квантовата механика постулира, че може да се намира в по -ниско енергийно състояние състояние на истински вакуум , и това, в което живеем сега, е фалшив вакуум.
Ако едно парче от Вселената се срути до истинското състояние на вакуум днес, този балон щеше да расте и в крайна сметка да погълне Вселената. Това не е точно щастлива история за лягане, но ако искате да прочетете повече моята приятелка и астрофизик Кейти Мак написа статия за това за списание Cosmos .
Ако обаче такова нещо се случи, когато Вселената беше на частица от секундата, разширяването на Вселената би изпреварило растежа на такъв истински вакуумен балон и те не биха могли да се справят и да унищожат всичко. Имаше много кратък период, наречен инфлация, когато Вселената се разширяваше изключително бързо по -бързо от скоростта на светлината и ако тези мехурчета от истински вакуум се образуват през този период (който продължи между другото в продължение на 10-32секунди, така че не за дълго) те ще се отклонят от нашата собствена Вселена, а не ще я унищожат.
Отвътре такъв балон бихте видели родена изцяло нова Вселена . Нашите може да са се образували по този начин. Но отвън такъв балон, това, което ще видите, е много маса, компресирана в малък обем: черна дупка.
В новото проучване , авторите изследват как би изглеждало това сега дадени условия в ранната Вселена. Биха се създали черни дупки в редица маси, предимно всички много малки.
Но възможните мини черни дупки имат много възможности. Например, авторите откриват, че ако масите на тези първични черни дупки се движат от приблизително тази на малък астероид до приблизително тази на Луната (много приблизително 100 трилиона до 1022килограма), тогава общата маса на тези създадени обекти ще бъде равна на тази на цялата тъмна материя във Вселената.
Симулация на това как би изглеждала черна дупка с въртящ се около нея газов диск, предвид странните ефекти на яростната й гравитация върху светлината от диска. Кредит: Центърът за космически полети на Годард на НАСА/Джереми Шнитман
Можем ли да ги открием? Както казах, черните дупки огъват светлината и черна дупка, преминаваща между нас и по -далечна звезда, би повлияла на светлината на звездата, усилвайки я по измерим начин. Ние наричаме това гравитационни лещи . Виждали са се много събития при обективиране, обикновено от далечни звезди, преминаващи пред друга звезда, или светлината от цяла галактика се е изкривила, когато преминава през масивен галактически куп. Нищо от изначална черна дупка обаче не е видяно.
... може би. Имаше странно събитие с микролещиране, наблюдавано в специално проучване на близката галактика Андромеда, което търси звезди, които изглежда да светят по начин, съобразен с лещата. Те откриха само един кандидат и това беше в съответствие с изначалната черна дупка. В това проучване, астрономите, които правят наблюдението, използват това събитие, за да изключат широк спектър от възможни първични черни дупки, които биха могли да образуват тъмна материя . Авторите на новото проучване обаче казват, че техните резултати все още са в съответствие с това, което позволява тъмната материя да бъде съставена, поне отчасти, от тези малки черни дупки.
Пътят на светлината около черна дупка се изкривява силно от гравитацията. На тази диаграма Земята е вдясно и светлината от материал зад черната дупка се огъва към нас, оставяйки дупка там, където е самата черна дупка. Кредит: Никол Р. Фулър/NSF
Те също така показват, че е възможно някои от по -големите първични черни дупки да са могли да осигурят „семенни маси“ - стартови комплекти, ако щете - за свръхмасивните черни дупки, които виждаме в галактиките днес, като много по -големите растат от малките . Те дори твърдят, че черните дупки със звездна маса, такива с няколко до няколко десетки пъти масата на Слънцето, могат да бъдат направени по този начин, а не непременно от събития на свръхнови звезди на масивни звезди. Те смятат, че това може да са черните дупки, които виждаме да се сблъскват и да създават гравитационни вълни в събития, наблюдавани от LIGO.
Добре, значи имаш го. Това е много, разбира се, но има по -голям въпрос: Дали това е правилно?
Е, може би. Всичко е теоретично и има много стъпки, за да се премине от това, което знаем сега, до наличието на реални малки черни дупки, проникващи във Вселената и създаващи мистерии навсякъде. За мен лично е много за преглъщане. Винаги съм предпазлив от един вид неща, решаващи огромен брой проблеми; обикновено откриваме, че нов тип обект или събитие обяснява a малцина пъзели, които виждаме, не всички. Нещо, което действа като ключ на скелет, заслужава много повече скептицизъм.
Така че ще оставя на експертите да подкрепят или опровергаят тази идея. Но така или иначе, това е интересно и едно нещо, което ми харесва, е колко е умно. С удоволствие виждам хората да си играят с идеи, а в науката, особено силно теоретичната наука, е добра идея да се публикуват тези идеи, така че други учени да могат да ги забият. „Умен“ не означава „правилен“, но може да помогне за ограничаване на други идеи или да вдъхнови наблюдения за проверка на хипотезите.
Повечето идеи се оказват грешни, но процесът на измислянето им и тестването им помага за напредъка на науката и разбирането по всякакъв начин.
Плюс? Забавно е да се мисли. Това е огромна причина да се занимаваме и с наука.
