لا يزال الفيزيائيون يصطادون الثقوب السوداء البدائية لحل مشكلة المادة المظلمة

لفترة من الوقت الآن ، كان الفيزيائيون يبحثون عن البدائية الثقوب السوداء، أجسام غريبة يمكن أن تكون قد تشكلت في بدايات الكون وأنتجت مجموعة كاملة من الخدع الكونية.

باستخدام تلسكوب عملاق يبلغ عرضه 8.2 متر (27 قدمًا) ، يبحث الفيزيائيون من جامعة كاليفورنيا ، ولوس أنجلوس ، ومعهد كافلي للفيزياء والرياضيات للكون في اليابان عن علامات لهذه الأشياء ؛ قد يشير اكتشافهم إلى أن كوننا كان يولد أكوانًا صغيرة عندما كان صغيرًا.

ما يأملون في رؤيته لن يكون فاضحًا تمامًا مثل اختلاس النظر في الحقائق البديلة. ولكن إذا كانت نماذجهم الجديدة صحيحة ، وكانوا صبورون بدرجة كافية ، فقد يجدون ثقبًا أسودًا بدائيًا (PBH) يطفو بيننا وبين مجرة ​​قريبة.

اكتشاف مثل هذا الشيء لديه القدرة على سد العديد من الفجوات في معرفتنا حول مجموعة كاملة من الظواهر ، من طبيعة المادة المظلمة لتوزيع العناصر الثقيلة في جميع أنحاء الفضاء.

الأكثر إثارة للإعجاب ، يمكن أن يكون أيضًا دليلًا على ما إذا كان كوننا مجرد واحد من العديد في شجرة عائلة متفرعة من الأكوان المتعددة التي نشأت مرة واحدة كأطفالها خلال التضخم الكوني – على الرغم من استمرار الكثير من الجدل حول النقطة الأخيرة.

تشترك الثقوب السوداء البدائية في الكثير من القواسم المشتركة مع الثقوب السوداء التقليدية التي تكونت نتيجة انهيار النجوم. كلاهما تركيزات مكثفة للمادة التي تقصر الزمكان المحيط في فرادة ، على سبيل المثال.

التفردات هي نفسها كائنات غريبة ، وتتألف من نقاط حيث تكون فيزياء تزييف الفضاء النسبية العامة تلبية المقاييس الأكثر دقة لميكانيكا الكم. لسوء الحظ ، لا تتفق هاتان النظريتان الرئيسيتان على بعض التفاصيل الحاسمة للواقع ، لذلك لا أحد متأكد تمامًا من ماهية التفرد.

READ  رواد الفضاء يتدربون على يوم الإطلاق بينما يشاهد مديرو البعثات الطقس - Spaceflight Now

حتى الالتواء المحيط بالمكان والزمان يحدث فوضى في حدسنا ، مما يترك مجالًا للتكهن بأن كل ثقب أسود هي صرة لكون منفصل تمامًا.

إنه ليس بعيد المنال كما يبدو. هناك الكثير من الأسباب الوجيهة للتفكير بمجرد عبور مراقب متدهور أفق الحدث – خط اللاعودة – يصبح المكان والزمان غير مميزين عن كون متوسع مثل كوننا.

هذا يعني أنه في كل مرة ينهار فيها نجم ليشكل تفردًا ، يصبح كوننا أحد الوالدين. مازل توف!

حيث تختلف الثنائيات الهيكلية الكبيرة في أنها كانت ستظهر مرة أخرى عندما كان الكون في عمر الثانية تقريبًا ، وهو الوقت الذي سيطر فيه الإشعاع (وليس الكثير).

بالنظر إلى ما يكفي من الدفع في أي منطقة واحدة ، يمكن أن ينقلب بحر الضوء المركز على الحافة في شكل فريد. ولأن الظروف كانت قاسية بالفعل ، فإن مقدار الكتلة المطلوبة سيكون أقل بكثير من المطلوب حتى لأصغر الثقوب السوداء النجمية.

الثقوب السوداء البدائية هي أفكار مثيرة للاهتمام في حاجة ماسة إلى أدلة قوية. لسوء الحظ ، كانت الثقوب الأصغر قد تبخرت منذ فترة طويلة في نفخة إشعاع هوكينج. وأي شيء كبير بما يكفي نلاحظه بالتأكيد الآن.

لكن هناك احتمالات لم يستبعدها الباحثون بعد.

في هذا النموذج الجديد ، عاد الفريق إلى نظرية حيث يمكن للتأثيرات الكمومية في الفضاء الفارغ أن تخلق شيئًا من فقاعة فراغ ، مما يوفر بذرة للانهيار.

تظهر رياضياتهم أن هذه الظروف خلال فترة من التضخم السريع يمكن أن تخلق بشكل معقول ثقوبًا سوداء بدائية لمجموعة من الكتل. ومن المثير للاهتمام ، أن بعضها يطابق ما كنا نتوقعه من المادة المظلمة.

إنها فكرة قديمة تم طرحها لفترة من الوقت ، لدرجة أنها تبدو غير مرجحة بشكل متزايد كمرشح. إذا كانت مجموعة من هذه الثقوب السوداء الصغيرة تتصرف مثل المادة المظلمة ، فمن المحتمل أن تكون مسؤولة فقط عن a نسبة منه.

READ  روفر لاستكشاف الروح تهبط على المريخ

فقط لإضافة المزيد إلى الشك ، فإن الطريقة التي يريد الفريق استخدامها للبحث عن هذه الأشياء قد تمت تجربتها من قبل.

في العام الماضي ، استخدم الباحثون Hyper Suprime-Cam من تلسكوب سوبارو لجمع ما يقرب من 200 لقطة من مجرتنا المجاورة أندروميدا على مدار سبع ساعات ، فقط لمعرفة ما إذا كان من الممكن أن يطفو بالقرب من كتلة قمر صغير بكتلة قمرنا.

بصرف النظر عن كلمة “ربما” المنفردة ، لم تجد التجربة أي شيء مثير للغاية.

لكن مع هذا النموذج الجديد ، يجادل الباحثون إذا انتظرنا لفترة أطول قليلاً – مثل حوالي 88 ساعة – فقد نكون محظوظين هذه المرة. أو على الأقل استبعاد توقعاتهم.

إن تحديد ثقب أسود بدائي بهذا الحجم من شأنه أن يزود علماء الكونيات بجسم يمكن أن يساعد في تفسير مجموعة من المشاكل المحيرة. قد لا تساهم فقط في فهمنا للمادة المظلمة ، بل قد تساهم في اصطدامها بالنجوم النيوترونية قد يفسر انفجارات راديو سريعة.

ربما رأينا بالفعل تحطيمًا بين هذه الثقوب السوداء خفيفة الوزن في توقيع لحدث موجة الجاذبية الذي كان يحتوي على جميع السمات المميزة للاندماج بين النجوم النيوترونية ، بدون الفلاش.

فيما يتعلق بما إذا كانت هذه الثقوب السوداء القديمة تؤوي حقًا أطفال كوننا ، فإننا نحتاج إلى بعض الفيزياء الثورية لتأكيدها. لكن أنواع الثقوب السوداء الناتجة في هذا السيناريو ستكون بالضبط ما نبحث عنه.

عبرت الأصابع عبر Hyper Suprime-Cam قد تساهم بشيء بسيط في ألبوم العائلة.

تم نشر هذا البحث في رسائل المراجعة البدنية.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *