Nova studija (preprint na arXiv) predlaže da primordijalne crne rupe iz ranog svemira nisu nužno morale da ispare usled Hokingove radijacije. U gustoj, toplotno zasićenoj sredini mogle su da apsorbuju radijaciju i rastu, čime se širi raspon početnih masa koji može opstati do danas. Efekat zavisi od parametra efikasnosti apsorpcije — pri 0.3 i 0.39 dobijaju se različiti opsezi koji bi mogli obuhvatiti kandidate za tamnu materiju.
Najranije primordijalne crne rupe možda su i danas među nama — nova studija menja pravila igre
Two spiral galaxies spotted by the James Webb telescope with extremely massive, distant black holes at their centers. New research hints that the earliest black holes in the universe may not have faded away, but grown into supermassive giants like these. | Credit: NASA, ESA, CSA, STScI
U trenucima odmah posle Velikog praska, novonastali svemir bio je gust i vreao. U toj "kosmičkoj supi" mogle su da nastanu primordijalne crne rupe — prvi objekti takve vrste, formirani iz lokalnih prekomernih gustina materije.
Nedavna studija objavljena kao preprint na arXiv-u sugeriše znatnu izmenu u dotadašnjem pogledu na sudbinu ovih objekata: umesto da nužno isparavaju usled Hokingove radijacije, neke primordijalne crne rupe mogle bi aktivno da apsorbuju toplotno zračenje iz ranog svemira i tako da rastu.
Šta je novo u studiji
Do sada se smatralo da manje primordijalne crne rupe gube masu putem kvantnog procesa poznatog kao Hokingova radijacija i da na duže staze ispare. Autori novog rada ukazuju na to da u gustoj, toplotno zasićenoj sredini ranog svemira postoji mogućnost direktne apsorpcije fotona i druge radijacije. Ako parametar efikasnosti apsorpcije pređe određeni prag, gubitak mase zbog Hokingove radijacije može biti nadoknađen — pa čak i preokrenut — pa crna rupa počinje da akumulira masu.
According to one model of the universe, primordial black holes formed immediately after the Big Bang and slowly gathered matter around themselves — ultimately building the architecture of stars and galaxies we see today. | Credit: ESA
Numerički primeri i implikacije
Studija daje konkretne primere zavisne od parametra efikasnosti apsorpcije: pri vrednosti ~0.3, dozvoljeni raspon početnih masa koji bi mogao opstati do danas širi se na približno 10^16–10^21 grama; pri vrednosti ~0.39 opseg bi mogao biti oko 5×10^14–5×10^19 grama. To znači da veći deo početnog spektra masa ostaje kandidovan za danas preživeli populaciju primordijalnih crnih rupa.
Šta to znači za tamnu materiju
Ako primordijalne crne rupe zaista mogu rasti apsorpcijom ranog zračenja, one ponovo postaju ozbiljan kandidat za objašnjenje dela ili cele tamne materije. Međutim, ta mogućnost zavisi od modelskih pretpostavki (npr. vrednosti parametra apsorpcije) i mora biti usklađena sa postojećim opservacionim ograničenjima (mikrolensing, gama-zraci, kosmička mikrovalna pozadina i dr.).
Upozorenje i dalje korake
Važno je istaći da je rad dostavljen na arXiv kao preprint i da rezultati još nisu prošli vrstu opsežne recenzije koja se zahteva za potvrđivanje novih teorijskih tvrdnji. Potrebne su dodatne analize, simulacije i upoređivanje sa opservacijama da bi se procenila stvarna uloga ovog mehanizma.
Ukratko: studija otvara zanimljivu alternativu klasičnoj slici — primordijalne crne rupe mogle su, pod pogodnim uslovima, da prežive i da rastu, što menja naše razumevanje ranog svemira i mogućeg porekla tamne materije.
Pomozite nam da budemo bolji.
