Czarne dziury i ciemna materia. Wygląda na to, że łączy je naprawdę wiele

Przedstawiciele kilku instytucji naukowych, którzy opisali swoje badania na łamach The Astrophysical Journal, przekonują, że pierwotne czarne dziury odpowiadają za całą ciemną materię występującą we wszechświecie.

Co by to oznaczało? Najprościej rzecz ujmując: czarne dziury istniały od początku istnienia wszechświata i to właśnie one mogą być ciemną materią, która stanowi tak ogromną zagadkę dla współczesnej nauki. Gdyby udało się potwierdzić tego typu rewelacje, to sprawa byłaby szczególna – mielibyśmy bowiem przełom w badaniach poświęconych zarówno czarnym dziurom jak i ciemnej materii. A tak się składa, iż od niedawna astronomowie mają potężnego asa w rękawie: Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba.

Czytaj też: Dlaczego materia jest liczniejsza od antymaterii? Odpowiedź mogą skrywać niezwykłe obiekty kwantowe

Nico Cappelluti z Uniwersytetu w Miami wyjaśnia, że przeprowadzone przez jego zespół badania miały na celu sprawdzenie, jak funkcjonowałby wszechświat, gdyby ciemna materia wywodziła się z czarnych dziur powstałych w momencie Wielkiego Wybuchu. Maiłoby to kilka ważnych implikacji, ponieważ wyjaśnienie natury tej ciemnej materii nie wymagałoby tworzenia nowej fizyki. Poza tym, znacznie łatwiejsze stałoby się zrozumienie, w jaki sposób supermasywne czarne dziury we wczesnym wszechświecie urosły do tak dużych rozmiarów. Wreszcie, stałoby się bardziej zrozumiałe, dlaczego masa galaktyki jest zawsze proporcjonalna do masy supermasywnej czarnej dziury w jej centrum.

Czarne dziury o różnych rozmiarach nadal stanowią zagadkę. Nie rozumiemy w jaki sposób supermasywne czarne dziury mogły stać się tak ogromne w stosunkowo krótkim czasie od powstania wszechświata.

Günther Hasinger, Europejska Agencja Kosmiczna

Nowy model może za jednym razem wyjaśnić, jak powstały czarne dziury i ciemna materia

Hasinger dodaje, że jeśli pierwsze gwiazdy i galaktyki uformowały się w tzw. ciemnych wiekach wszechświata, to Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba powinien być w stanie je zaobserwować. Stanowiłoby to ogromny krok do przodu w kontekście próby potwierdzenia przytoczonej hipotezy. Ważną rolę w takich badaniach mógłby również odegrać interferometr LISA, który w przyszłości miałby trafić w przestrzeń kosmiczną. Eksperci stojący za tym projektem twierdzą, iż dzięki jego instrumentom byliby w stanie wychwycić sygnały fal grawitacyjnych z wczesnych fuzji pierwotnych czarnych dziur.

Reklama

Czytaj też: Coś utworzyło w gromadzie RBS 797 cztery bąble. Czarna dziura wśród podejrzanych

Model, za którym stoją Hasinger, Cappelluti oraz Priyamvada Natarajan z Uniwersytetu Yale, pokazuje, że pierwsze gwiazdy i galaktyki mogły uformować się wokół czarnych dziur we wczesnym wszechświecie. Członkowie zespołu badawczego zakładają, że pierwotne czarne dziury mogły przyjmować formę supermasywnych dzięki pochłanianiu otaczającego je gazu i gwiazd bądź dzięki łączeniu się z innymi czarnymi dziurami.