Kas yra tamsioji materija? Kaip iš tikrųjų atsiranda supermasyvios juodosios skylės? Į šį seną klausimą gali atsakyti pirmapradės juodosios skylės. Kosmologai iš Leideno ir Kinijos nustatė naują būdą, kaip šie hipotetiniai objektai galėtų gimti iškart po Didžiojo sprogimo. Jų darbas buvo paskelbtas „Physical Review Letters“.
Siekdami suprasti visatą, mokslininkai susiduria su didelėmis paslaptimis. Pavyzdžiui, žvaigždės galaktikose juda taip, tarsi jų masė būtų penkis kartus didesnė, nei mes matome. Ką apima ši tamsioji materija? Yra dar viena paslaptis: galaktikos savo šerdyse maitina didžiules juodąsias skyles, sveriančias milijonus saulės masių. Jaunose galaktikose žlungančios žvaigždės nebūtų turėjusios tiek laiko išsiplėsti. Kaip tada susidarė šios didžiulės juodosios skylės?
Pirmykštės juodosios skylės: ilgai lauktas atsakymas?
Kosmologai pasiūlė hipotetinį sprendimą, kuris galėtų išspręsti vieną iš dviejų paslapčių. Pirmykštės juodosios skylės, atsiradusios netrukus po Didžiojo sprogimo, gali arba likti mažytės, arba greitai priaugti masės. Pirmuoju atveju jie tinka tamsiosios materijos vaidmeniui. Antruoju atveju jie gali tapti supermasyvių juodųjų skylių sėklomis. Kosmologas Don-Gangas Wonas iš Leideno universiteto ir jo kolegos iš Kinijos Yi-Fu Kai, Ji Tongas ir Sheng-Fengas Yangas iš Kinijos universiteto aprašė naują būdą, kaip per Didžiąjį sprogimą gali atsirasti pirmapradžių juodųjų skylių.
Po Didžiojo sprogimo visatoje buvo nedideli tankio sutrikimai, kuriuos sukėlė atsitiktiniai kvantiniai svyravimai. Jie yra pakankamai dideli, kad susidarytų žvaigždės ir galaktikos, tačiau per maži, kad patys taptų pirmapradėmis juodosiomis skylėmis. Vaughnas ir jo kolegos nustatė naują rezonansinį efektą, kuris leidžia pirmines juodąsias skyles selektyviai sustiprinant tam tikrus trikdžius. Tai leidžia spėti, kad visų pirmykščių juodųjų skylių masė turėtų būti maždaug vienoda. Siauros paveikslo smailės rodo galimų masių diapazoną dėl rezonanso.
"Kiti skaičiavimai skirtingai didina pasipiktinimą, tačiau kyla problemų", - sako Vaughnas. „Mes naudojame rezonansą infliacijos metu, kai visata eksponentiškai augo iškart po Didžiojo sprogimo. Mūsų skaičiavimai yra pakankamai paprasti, kad galėtume dirbti. Iš tikrųjų mechanizmas gali būti sudėtingesnis, tačiau tai bent jau pradžia “.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Ilja Khelis