05 март 2021
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Дали първичните черни дупки са породени от бебета вселени от мултивселената?

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 07 януари 2021 в 00:01 22010
Бебетата вселени, разклоняващи се от нашата Вселена малко след Големия взрив се проявяват като черни дупки. Кредит: Kavli IPMU

Това е една причудлива теория.

Изследване на черни дупки, които биха могли да се образуват в ранната Вселена, преди да са се родили звездите и галактиките, намеква за вълнуващата възможност, че първичните черни дупки може да са се образували от „бебета вселени“, разклонили се от нашата Вселена.

Международен екип от астрономи от Института Кавли за физика и математика на Вселената наскоро разгледа така наречените първични черни дупки, които теоретично биха могли да се образуват в ранната Вселена, преди да са се родили звездите и галактиките, по време на Големия взрив, преди 13,8 милиарда години.

Ние познаваме три категории черни дупки в настоящата Вселена, от обикновени черни дупки от 8 до няколко десетки пъти масата на Слънцето, през междинни черни дупки, стотици до хиляди пъти масата на Слънцето, до свръхмасивни черни дупки в центровете на галактики милиони до милиарди пъти по-масивни от Слънцето.

Първичните черни дупки (PBH) може да представляват цялата или част от тъмната материя, да са източници на някои от наблюдаваните сигнали на гравитационни вълни и да са "семето" на свръхмасивните черни дупки в центъра на нашата и други галактики. Те също може да играят роля в синтеза на тежките елементи, когато се сблъскат с неутронни звезди и ги унищожат, освобождавайки богата на неутрони материя.

Съществува и една вълнуваща хипотеза загадъчната тъмна материя, която представлява по-голямата част от материята във Вселената, да е съставена от първични черни дупки. 

Hyper Suprime-Cam (HSC) е масивна цифрова камера, прикрепена към телескопа Subaru Кредит: HSC project / NAOJ

Неотдавнашният напредък във фундаменталната теория, астрофизиката и астрономическите наблюдения в търсене на първични черни дупки е постигнат от международен екип от физици на елементарните частици, космолози и астрономи.

За да научи повече за първичните черни дупки, изследователският екип търси улики в ранната Вселена. Тя е била толкова плътна, че всяко колебание на положителна плътност от над 50 % би създало черна дупка. Известно е обаче, че космологичните смущения, които са посяли галактиките, са много по-малки. Независимо от това, редица процеси в ранната Вселена биха могли да създадат подходящите условия за образуване на черните дупки.

Телескопът Субару в Хавай. Кредит: NAOJ

Една вълнуваща възможност е, че първичните черни дупки може да са се образували от „бебета вселени“, създадени по време на инфлацията, период на бързо разширение, за който се смята, че тогава са "засети" семената на структурите, които наблюдаваме днес, като галактики и клъстери от галактики. По време на инфлацията „бебетата вселени“ може да се разклоняват от нашата Вселена.

Една малка дъщерна (или „бебе“) вселена в крайна сметка ще колапсира, а огромното количество енергия, отделено в малък обем, води до образуването на черна дупка.

Още по-странна съдба очаква по-голяма бебе вселена. Ако тя е по-голяма от някакъв критичен размер, теорията за гравитацията на Айнщайн позволява бебето вселена да съществува в състояние, което изглежда различно за наблюдател отвътре и отвън. Наблюдател отвътре ще я вижда като разширяваща се вселена, докато външен наблюдател (като нас) я вижда като черна дупка. И в двата случая, на голямата и малката бебе вселена се възприемат от нас като първични черни дупки, които крият основната структура на множество вселени зад своите „хоризонти на събитията“. Хоризонтът на събитията е граница, под която всичко, дори светлината, е заклещено и не може да избяга от черната дупка.

В своя доклад екипът описа нов сценарий за формиране на първични черни дупки и показва, че черните дупки от сценария „мултивселена“ могат да бъдат намерени с помощта на Hyper Suprime-Cam (HSC), гигантска цифрова камера, прикрепена към 8,2-метровия телескоп Субару на върха на върха с височина 4 200 метра Мауна Кеа на Хаваите.

Кредит: Kavli IPMU / HSC Collaboration

Както можете да видите по-горе, те искат да разгледат галактиката Андромеда (M31) с HSC. С тази камера те могат да наблюдават цялата система на всеки няколко минути. Ако между нас на Земята и една от звездите на М31 премине първична черна дупка, тя трябва да се появи като гравитационна леща, усилвайки за кратко светлината от звездата. Продължителността на изсветляването на звездата ще покаже на астрономите масата на черната дупка. С HSC може едновременно да се наблюдават сто милиона звезди.

И вече е регистрирано много интригуващо кандидат-събитие, съответстващо на първична черна дупка от „мултивселената“, с маса на черната дупка, сравнима с масата на Луната.

Насърчен от този първи признак, екипът провежда нов кръг от наблюдения, за да удължи търсенето и да осигури окончателен тест дали първичните черни дупки от мултивселенния сценарий могат да отчетат цялата тъмна материя. 

Справка: 

Exploring Primordial Black Holes from the Multiverse with Optical Telescopes, Alexander Kusenko, Misao Sasaki, Sunao Sugiyama, Masahiro Takada, Volodymyr Takhistov and Edoardo Vitagliano, Physical Review Letters

DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.181304
Abstract of the paper: (Physical Review Letters)
Preprint: (arXiv.org page)

ИзточникPrimordial black holes and the search for dark matter from the multiverse, Kavli Institute


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.