Родени во првата секунда по Големата експлозија, овие досега невидени објекти би можеле да понудат одговори на нерешени астрономски прашања.
Сите црни дупки кои астрономите некогаш ги виделе потпаѓаат во една од три категории: црни дупки со ѕвездена маса, средни црни дупки, и супермасивни црни дупки. Секоја е помасивна од нашето Сонце и се формирала барем стотици илјади години по Големата експлозија, како што нашиот универзум растел и се развивал.
Некои теории велат дека е можно некои црни дупки да се формирале во првата секунда од Големата експлозија. Заслуги: НАСА/ЕСА и Г. Бејкон (STScI)
Но постои уште еден вид на црни дупки кои астрономите сеуште ги немаат видено, но мислат дека е можно да постојат. Тоа се исконските црни дупки.
Како што името предлага, исконските црни дупки биле родени многу рано во животот на универзумот, во дел од секунда по Големата Експлозија. Тоа било долго пред да можеле да постојат ѕвезди или галаксии (или други видови на црни дупки). Но некои теории предвидуваат дека исконските црни дупки сепак требало да се појават бидејќи во тој дел од секунда по почетокот на самиот универзум вселената не била целосно хомогена (иста во секоја точка). Некои области биле пожешки и погусти од другите, и можно е ваквите густи области да се распаднале во црни дупки.
Мал отвор
Постоел само еден мал временски период – околу една секунда – по Големата експлозија кога исконските црни дупки би можеле да се формираат. Но во екстремниот свет на нашиот растечки ран универзум, многу би можело да се случи за една секунда. А колку подоцна во овој временски отвор се формирале исконските црни дупки, толку поголеми и би станале. Во зависност од тоа кога точно се формирале, исконските црни дупки би можеле да имаат маса од 10-5 грама, или 100000 пати помалку од спојувалка, до маса околу 100000 пати поголема од онаа на Сонцето.
Идејата за такви мали црни дупки го заинтересирала астрофизичарот Стивен Хокинг, кој ги истражил нивните квантни механички својства. Тие истражувања довеле до неговото откритие дека црните дупки можат да испарат со тек на времето во 1974. И иако Хокинг конечно сфатил дека на голема црна дупка би и требало повеќе време да испари од староста на универзумот, малите црни дупки можеби навистина испариле или моментално испаруваат, во зависност од нивната маса. Хокинг пресметал дека било која исконска црна дупка со маса поголема од 1012 килограми (многу помалку од масата на која било планета, џуџеста планета и повеќето именувани астероиди во нашиот сончев систем) сеуште би можела да постои, додека помалите веќе би имале исчезнато.
И во зависност од нивната маса (која, ако се сеќавате, зависи од кога се формирале), исконски црни дупки кои би останале до ден денес би можеле уредно да објаснат некои нерешени астрономски проблеми.
Галаксии вклучувајќи го Млечниот пат (лево) и Андромеда имаат големи хала од темна материја (сиво) која се протега далеку од нивните видливи ѕвезди и прашина. Ако исконските црни дупки се вид на темна материја наречена MACHO, тие би можеле да бидат во овие хала. Заслуги: Kavli IPMU
Кандидати за темна материја
Еден таков проблем е темната материја. Иако составува околу 30% од универзумот, астрономите сеуште не знаат што точно е темната материја. Исконските црни дупки би можеле да бидат одговорот – или дел од него. Исконските црни дупки би можеле да бидат вид на темна материја наречена МАСНО (massive compact halo objects – масивни компактни објекти со хала), бидејќи астрономите мислат дека тие се наоѓаат во халата на галаксиите, на нивната периферија. Би било тешко да се видат такви црни дупки ако тие само лебдат во вселената и не се покажуваат многу. Еден начин да се забележи ваквиот вид на материја е со гравитациона леќа: кога масивен објект (на пример, црна дупка) поминува пред подалечен објект, како галаксија или ѕвезда. Црната дупка ја витка светлината од далечниот извор околу неа, со тоа осветлувајќи и зголемувајќи ја сликата. Овие настани се ретки и краткотрајни, но ако проучат доволно астрономите би можеле да одредат што се објектите кои ја предизвикуваат гравитационата леќа и дали истите би можеле да бидат исконски црни дупки. Но, неколку скорешни студии одредија дека дури и да постојат, исконските црни дупки веројатно не можат да ги објаснат повеќето ефекти на темната материја кои можеме да ги видиме.
Друг начин да се бараат црни дупки е преку спојувања. Опсерваториите на гравитациски бранови, како LIGO и VIRGO, веќе имаат забележано неколку спојувања на црни дупки, и идни проекти како LISA би можеле да забележат спојувања со различни маси од оние што межеме да ги забележиме сега. Бидејќи астрономите можат да ги дознаат масите на споените црни дупки, би можеле да дознаат дека некои идни настани биле предизвикани од црни дупки со маси доволни за да ги направат исконски.
Од друга страна, исконските црни дупки би можеле да бидат премали. Некои теории велат дека иако црните дупки испаруваат, тоа испарување би можело да биде ограничено од некоја големина. Така што, кога испарувачка црна дупка ќе достигне одредена маса, таа престанува да испарува и само останува многу мала. Ако ова е точно, исконските црни дупки сеуште би можеле да придонесуваат кон темната материја, но на различен начин, и потрагата по нив ќе биде потешка. Можеби астрономите би можеле да забележат црни дупки кои сеуште испаруваат, со тоа оддавајќи енергетски честички кои што би оддале гама зраци. Ако црните дупки сепак ги снемува, без прекин во смалувањето, тие би можеле да умрат во интензивни изблици на енергија – споредливо со околу еден милион водородни бомби од еден мегатон – кои би можеле да ги забележиме како изблици на гама зраци.
Супермасивни семиња
Дури и ако не ја објаснуваат темната материја, има уште еден астрофизички проблем кои исконските црни дупки би можеле да го одговорат. Исконски црни дупки поголеми од оние потребни за да се објасни темната материја би можеле да ги објаснат супермасивните црни дупки кои астрономите ги наоѓаат во центрите на масивните галаксии. Овие црни дупки, милион или милијарда пати помасивни од Сонцето, не можат да бидат создадени од една или неколку експлодирачки ѕвезди. Астрономите не знаат како овие црни дупки се нашле таму или што ги создало – можеби се изградени од исконски црни дупки кои се појавиле во првата секунда од нашиот универзум, служејќи како семиња од кои би можеле да пораснат супермасивни црни дупки.
Сепак, ова и не е до толку можно бидејќи исконските црни дупки би морале да се формираат пред универзумот да наполни една секунда. Дури и исконските црни дупки кои би се формирале на самата граница на тој временски период би биле, по физиката, само околу 100000 пати поголеми од Сонцето, што не е токму онаа тежинска класа на црни дупки во која се наоѓаат супермасивните. Да се добијат црните дупки кои можеме да ги видиме денес, тие би требало да привлечат многу материјал и да растат многу брзо. Ова не е невозможно, но не е до толку сигурно објаснување за големиот број на супермасивни црни дупки кои постојат денес.
Без разлика на тоа како ќе ги најдеме, исконските црни дупки би можеле на астрономите да им кажат многу за универзумот во кој живееме денес. Во зависност од нивната маса, тие би можеле да послужат како средство за разоткривање на галаксиска еволуција, високоенергетска физика, и дури и најраните делчиња од секундата по раѓањето на универзумот. Но иако исконските црни дупки би можеле да постојат, тие треба допрва да се забележат, и моментално не се уреден одговор на големите астрономски прашања, туку едно од нив.
Превод: Јоаким Јаковлески
Извор: www.astronomy.com
