Има много косвени доказателства за съществуването на тъмна материя, но никога не е правено пряко наблюдение. Следователно няма конкретни указания какво точно представлява тъмната материя и от какво се състои.
Дългогодишна хипотеза е, че тъмната материя се формира от първични черни дупки. Това са хипотетични черни дупки, които са се образували малко след Големия взрив при екстремните условия, които са преобладавали по това време. Във флуктуациите, които съществуват в материята и пространство-времето по това време, могат да се създадат малки черни дупки с масата на планинска верига и те вероятно биха могли да образуват тъмна материя.
Честно казано, за мнозина хипотезата, че първичните черни дупки образуват тъмна материя, е изглеждала мъртвородена, защото наблюденията на микрогравитационните лещи противоречат на хипотезата. Ако съществуваха първични черни дупки, би трябвало да се забележат много такива лещи: ако такава черна дупка минава точно между нас на Земята и звезда, по-далеч от нас, тя трябва да се прояви като гравитационна лупа и яркостта на звездата да се увеличи. Такива кратки промени би трябвало да се забележат с телескопи. Но тези микролещи не са наблюдавани толкова често, че да подкрепят хипотезата за първичните черни дупки като тъмна материя.
Кредит: S. Profumo
Стефано Профумо (Stefano Profumo) от Университета на Калифорния съживява тази теория, като не разглежда "класическите" първични черни дупки, а ултралеки черни дупки от Големия взрив. Те са толкова малки, че на теория трябва да се наблюдава от тях лъчение на Хокинг, радиацията, предсказана от Стивън Хокинс.
При по-големите черни дупки трябва да се чака почти цяла вечност, за да се забележи радиацията, която излъчват, особено когато са почти мъртви - да, черните дупки също умират, няма вечен живот и за тях.
Как точно ултралеките черни дупки излъчват радиация на Хокинг е точно темата, която Профумо е изследвал и изглежда, че има три възможности.
Всичко може да бъде излъчено наведнъж, което тук ще се разглежда като емисия на високоенергийни частици. Възможно е също така да има нещо, което предотвратява такова излъчване и черната дупка все още да продължава да съществува в някакво равновесно състояние.
Има и друг вариант на тази възможност – третата възможност – при която хоризонтът за наблюдение на черната дупка изчезва, оставяйки така наречената гола сингулярност.
За случая на изпаряване най-голямата неизвестна би била времевата скала на изпарението. Ако първичните черни дупки първоначално са малки, те биха се изпарили бързо и биха се добавили към ефекта на повторно нагряване на ранния космос. Ако се изпарят бавно, би трябвало да можем да видим смъртта им като проблясък на гама лъчи. Нито един от тези ефекти не е наблюдаван, но е възможно детектори като големия телескоп "Ферми" или със следващото поколение на детектори за неутрино да хванат някой в действие.
Всичко зависи много от детайлите (вижте графиката по-горе).
За последните два варианта авторът твърди, че равновесието ще бъде постигнато около скалата на Планк. Остатъците биха били с размер на протон, но с много по-големи маси. За съжаление, ако тези остатъци са електрически неутрални и биха били невъзможни за откриване. Те не биха се разпаднали на други частици, нито биха били достатъчно големи, за да бъдат открити директно. Това отговаря на наблюденията, но не е задоволителен резултат. Моделът по същество е недоказуем. Ако частиците наистина имат заряд, тогава може да се открие присъствието им в следващото поколение детектори за неутрино.
Основното в тази работа е, че първичните черни дупки не са напълно изключени от текущите наблюдения. Докато нямаме по-добри данни, този модел се присъединява към останалите много други теоретични възможности.
Справка: Ultralight Primordial Black Holes; Stefano Profumo; https://doi.org/10.48550/arXiv.2405.00546
Източник: Ultralight, Brian Koberlein
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
2010
1
19.05 2024 в 08:19
Последни коментари