gov-civil-vilareal.ptKas tumeaine on valmistatud pisikestest mustadest aukudest teisest universumist? Welllll…
>Jah, sa tahad selle jaoks maha istuda. Seda on natuke palju:
On küll võimalik et tumeaine koosneb pisikestest mustadest aukudest, mis tekkisid üsna aegade alguses vaakummullidest tuumamise teel, mis lõid lõpmatult lühikese kosmilise hüperinflatsiooni perioodil imikuuniversumid, mis sisaldasid Kuu-järgseid aineid.
Kui nii, arvab teadlaste meeskond , see võib lahendada mitmeid tülikaid mõistatusi Universumi kohta, sealhulgas tumedat ainet, gravitatsioonilainete allikaid ja Andromeda galaktika veidrat tähelepanekut.
Näete? Seda on palju. Selguse huvides olen ma pehmelt öeldes üsna skeptiline, kuid see on lõbus idee, mis põhineb mitmetel lõbusatel ideedel, nii et tegeleme nendega ükshaaval.
Ma olen terve mõistuse meedia number neli
Kunstiteos, mis kujutab musta auku koos kogunemiskettaga ja selle kohal keerlevaid magnetvälju. Krediit: NASA/JPL-Caltech
Aine, mida me universumis näeme - koosneb elektronidest, neutronitest, prootonitest ja muudest osakestest - on tegelikult seal vähemuses . Suurem osa mateeriast on tehtud millestki, mida me ei näe; see sõna otseses mõttes ei kiirga valgust, nii et me nimetame seda tumeaineks . Me teame, et see eksisteerib näiteks sellest, kuidas galaktikad pöörlevad ja liiguvad parvedes ringi. Samuti on selle olemasolu kohta palju rohkem tõendeid.
Aastakümnete jooksul on astronoomid kõrvaldanud peaaegu kõik, mida me teame, mis võib olla tumeaine. Petlikud planeedid, surnud tähed, imelik füüsika jne. „Võib -olla” nimekirja pole palju jäänud, kuid see sisaldab eksootilisi subatomaalseid osakesi nagu aksioonid ja väikesed mustad augud.
Jah, mustad augud. Me kaldume arvama, et neil metsalistel on Päikese mass vähemalt kolm korda suurem (mis moodustub massiivsete tähtede plahvatamisel) kuni ülimassiivseteni galaktikate keskustes, mis kaaluvad miljardeid kordi üles meie kohaliku tähe. Me teame, et tumeaine ei saa olla sellised mustad augud, sest nende raskusjõud mõjutab nende läheduses kulgevat valgust, painutades selle teed. Selleks, et arvestada meie arvates olemasoleva tumeda aine hulgaga, peaks olema nii palju musti auke, mida oleksime juba märganud.
313 ingli number
Normaalne mustad augud, st (nagu igaüks neist on 'normaalne'). Selgub, et võib -olla on teist tüüpi. Need on teoreetilised ja neil on palju vähem massi. Tegelikult võib mõnel olla sama väike mass kui Kuul. See must auk oleks väike, vaid umbes 0,2 millimeetrit lai! See on umbes inimese juuste paksus.
Ühtegi pole kunagi nähtud, kuid teoreetiliselt on need loodud universumi alguses. Neid oleks võinud moodustada mitmel viisil, sealhulgas tohutu surve, mis tekkis siis, kui Universum oli veel murdosa sekundi vana ja kogu aine ja energia kogu kosmoses oli liivaterast väiksemas mahus. Kuna nad oleksid siis moodustunud, kutsutakse neid ürgsed mustad augud .
Fantastiline kunstiteos beebiuniversumitest, kes meie universumi eksisteerimise esimestel hetkedel kudevad ja kasvavad. Krediit: Kavli IPMU
Teine võimalus on läbi nn vale vaakum . See kontseptsioon on üsna keeruline, kuid mõte on selles, et iga energiaga objekt kipub madalam selle energia. Seetõttu jahtuvad asjad kuumutamisel või kukuvad maapinnale, kui need lahti lastakse. Universumil endal on energiat ja me kipume arvama, et ruumi vaakum on madalaimas energiaseisundis. Kuid kvantmehaanika postuleerib, et seal võib olla madalama energiaga olek tõeline vaakumolek ja see, milles me praegu elame, on vale vaakum.
Kui tükike Universumist kukuks täna kokku tõeliseks vaakumseisundiks, kasvaks see mull ja lõpuks tarbiks Universumi. See pole just õnnelik magamamineku lugu, aga kui soovite rohkem lugeda, siis mu sõber ja astrofüüsik Katie Mack kirjutas sellest ajakirjale Cosmos artikli .
milline on kärbeste isand hinnang
Kui aga selline asi juhtuks siis, kui Universum oli murdosa sekundi vanune, edestaks Universaalne laienemine sellise tõelise vaakumulli kasvu ja nad ei suutnud kõike sammu pidada ja hävitada. Oli väga lühike periood, mida nimetatakse inflatsiooniks, kui universum laienes äärmiselt kiiresti , kiirem kui valguse kiirus ja kui need tõelise vaakumi mullid tekiksid sel perioodil (mis kestis muide 10 aastat-32sekundit, seega mitte kaua) hargnevad nad meie enda universumist ja ei hävita seda.
Sellise mulli seest näeksite sündis täiesti uus universum . Meie omad võisid sel viisil kujuneda. Kuid väljastpoolt sellist mullit näeksite hulgaliselt massi, mis on kokku surutud väikeseks mahuks: mustaks auguks.
Uues uuringus , uurivad autorid, kuidas see välja näeks nüüd antud tingimused universumi alguses. Oleks tekkinud mustad augud erinevates massides, enamasti kõik väga väikesed.
Kuid võimalikel mini mustadel aukudel on palju võimalusi. Näiteks leiavad autorid, et kui nende ürgsete mustade aukude massid lähevad umbes väikese asteroidi massist Kuu omale (väga umbes 100 triljonit kuni 1022kilogrammi), oleks nende loodud objektide kogumass võrdne kogu Universumi tumeda aine massiga.
Simulatsioon selle kohta, milline näeks välja must auk, mille ümber keerleb gaasikett, arvestades selle ägeda raskusjõu veidraid mõjusid ketta valgusele. Krediit: NASA Goddardi kosmoselennukeskus/Jeremy Schnittman
Kas me saaksime neid tuvastada? Nagu ma ütlesin, mustad augud painutavad valgust ning meie ja kaugema tähe vahel läbiv must auk mõjutaks tähevalgust, võimendades seda mõõdetaval viisil. Me nimetame seda gravitatsiooniline lääts . On nähtud palju läätsesündmusi, tavaliselt kaugete tähtede kaudu teise tähe ees või terve galaktika valgus väändunud, kui see läbib massiivset galaktikaparve. Ürgsest mustast august pole aga midagi nähtud.
... võib olla. Lähedal asuva Andromeda galaktika spetsiaalses uuringus nähti imelikku mikroläätsesündmust, milles otsiti tähti, mis näivad helendavat objektiiviga kooskõlas oleval viisil. Nad leidsid ainult ühe kandidaadi ja see oli kooskõlas ürgse musta auguga. Selles uuringus vaatlust tegevad astronoomid kasutavad seda sündmust, et välistada laia valikut võimalikke ürgseid musti auke, mis võivad moodustada tumeda aine . Uue uuringu autorid ütlevad aga, et nende tulemused on sellega endiselt kooskõlas, võimaldades tumedat ainet vähemalt osaliselt nendest väikestest mustadest aukudest moodustada.
Valgustee musta augu ümber muutub raskusjõu tõttu tõsiselt moonutatuks. Sellel skeemil on Maa paremal ja musta augu taga oleva materjali valgus paindub meie poole, jättes auku, kus asub must auk ise. Krediit: Nicolle R. Fuller/NSF
raha manifestatsiooni numbrikood
Need näitavad ka, et on võimalik, et mõned suuremad ürgsed mustad augud oleksid võinud pakkuda seemnemassi - stardikomplekte, kui soovite - ülimassiivsete mustade aukude jaoks, mida tänapäeval galaktikates näeme, kusjuures palju suuremad kasvavad pisikestest . Nad väidavad isegi, et tähemassiga mustad augud, mille mass on paar kuni mõnikümmend korda suurem kui Päike, saab teha sel viisil ja mitte tingimata massiivsete tähtede supernoovasündmustest. Nad arvavad, et need võivad olla mustad augud, mida me näeme põrkumas ja tekitamas gravitatsioonilaineid sündmustes, mida LIGO nägi.
OK, nii et teil on see olemas. Seda on muidugi palju, kuid on ka suurem küsimus: Kas see on õige?
Wellllll, võib -olla. See kõik on teoreetiline ja on palju samme, et minna sellest, mida me praegu teame, kuni selleni, et universumit läbivad tegelikud väikesed mustad augud ja loovad kõikjal saladusi. Minule isiklikult on seda palju alla neelata. Olen alati ettevaatlik, kui üks asi lahendab tohutul hulgal probleeme; leiame tavaliselt, et uut tüüpi objekt või sündmus selgitab a vähe mõistatusi, mida me näeme, mitte kõiki. Midagi, mis toimib skeleti võtmena, väärib palju rohkem skepsist.
Seega jätan selle idee toetamise või ümberlükkamise ekspertide hooleks. Aga igal juhul on see huvitav ja üks asi, mis mulle selle juures meeldib, on see, kui tark see on. Mul on hea meel näha inimesi ideedega mängimas ja teaduses, eriti kõrgelt teoreetilises teaduses, on hea mõte need ideed avaldada, et teised teadlased saaksid neid torkida. „Tark” ei tähenda „õiget”, kuid see võib aidata piirata teisi ideid või inspireerida tähelepanekuid hüpoteeside kontrollimiseks.
Enamik ideid osutuvad valeks, kuid nende väljatöötamise ja testimise protsess aitab teadust ja arusaamist edasi arendada.
Pluss? See on lõbus mõelda. See on suur põhjus, miks me ka teadust teeme.
