آیا “ماده تاریک” از سیاهچاله‌های نخستین شکل گرفته است؟

2
1716

بیگ بنگ: در یک مقاله‌ جدید، گروهی بین‌المللی از فیزیکدانان سناریویی را مطرح کرده‌اند که بر اساس آن “سیاهچاله‌های نخستین” از حباب‌های خلاء در کیهان آغازین تشکیل شده‌اند و درک این سناریوی شگفت‌انگیز ذاتاً می‌تواند وجود تمام ماده تاریک موجود در کیهان را تبیین کند.

image e Primordial Black Holes
در این عکس «جهان‌های نوزاد» را می‌بینیم که در مدت کوتاهی پس از بیگ بنگ، از کیهان ما منشعب شدند و از دید ما به شکل سیاهچاله دیده می‌شوند.

به گزارش بیگ بنگ، سیاهچاله‌های نخستین، اجرام فرضی فشرده‌ای هستند که پیش از پیدایش کهکشان‌ها و ستارگان در کیهان آغازین تشکیل شدند. این سیاهچاله‌ها گزینه‌ی مناسبی برای خاستگاه “ماده تاریک” هستند. ماده تاریک همان ماده‌ی گمشده‌ای است که اخترفیزیکدانان فکر می‌کنند ۸۵٪ کیهان را تشکیل می‌دهد.

این اجرام فشرده که اولین‌بار چند دهه پیش‌ مطرح شدند، می‌توانند نقش کلیدی در تبیین پدیده‌های اخترفیزیکی متنوعی نظیر منشاء امواج گرانشی و بذرهای تشکیل سیاهچاله‌های کلان جرم داشته باشند. لذا این اجرام در هنگام برخورد با ستارگان نوترونی و نابودی آن‌ها مواد غنی از نوترون را آزاد کردند و از این‌رو احتمالاً در سنتز عناصر سنگین نیز نقش دارند.

دکتر “الکساندر کاسنکو” از موسسه‌ی فیزیک و ریاضیات کیهانی کاولی و دانشگاه کالیفرنیا در لس‌آنجلس و همکارانش از ژاپن، ایالات متحده و تایوان در این مقاله‌ی جدید سناریوی چندجهانی را برای تشکیل سیاهچاله‌های نخستین مطرح کردند. آن‌ها عنوان کردند: «کیهان آغازین به‌قدری چگال بود که هر نوسان مثبتی در چگالی که بیش‌تر از ۵۰ درصد بود منجر به ایجاد یک سیاهچاله می‌شد.»

«با وجود این، می‌دانیم نوسانات کیهان‌شناختی که سرآغاز تشکیل کهکشان‌ها شدند بسیار کوچک‌تر بودند. با این‌حال، برخی فرآیندها در کیهان آغازین باید شرایط مناسب را برای تشکیل سیاهچاله‌ها فراهم کرده باشند. یک احتمال مهیج این است که سیاهچاله‌های نخستین در حین تورم از «جهان‌های نوزاد» ایجاد شدند. کیهان در دوره‌ی تورم با سرعت سرسام‌آوری منبسط شد و لذا اعتقاد بر این است که این انبساط تورمی خاستگاه پیدایش ساختارهایی نظیر کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی است که امروزه در سرتاسر کیهان رصد می‌کنیم.»

«در دوران تورم، جهان‌های نوزاد می‌توانند از کیهان ما منشعب شوند. یک “جهان نوزاد کوچک” سرانجام از هم فرو می‌پاشد، اما مقادیر انبوهِ انرژیِ آزاد شده در حجم کوچک، منجر به تشکیل سیاهچاله می‌شود. سرنوشت جهان نوزاد بزرگ‌تر حتی از این هم عجیب‌تر است. اگر اندازۀ آن از حد بحرانی بزرگ‌تر باشد، بر طبق نظریه‌ی گرانش اینشتین جهان نوزاد می‌تواند در حالتی که از دید ناظر درونی و بیرونی متفاوت است، موجودیت یابد.»

«ناظر درونی جهان را در حال انبساط می‌بیند، در حالی که ناظر بیرونی آن را به شکل یک سیاهچاله می‌بیند. در هر دو مورد، جهان‌های نوزاد بزرگ و کوچک از دید ما، سیاهچاله‌های نخستینی هستند که ساختار درونی چندجهانی‌ها را در ورای افق رویداد خود مخفی کرده‌اند.»

علاوه بر این، دکتر کاسنکو و همکارانش نشان دادند که می‌توان سیاهچاله‌های نخستین را با دوربین Hyper Suprime-Cam (HSC) تلسکوپ ۸.۲ متری سوبارو رصد کرد. آن‌ها عنوان کردند: «ما با تجزیه و تحلیل داده‌های این تلسکوپ نشان دادیم که رصدهای بعدی HSC و همچنین سایر تلسکوپ‌های نوری نظیر تلسکوپ فضایی ورا روبین که آینده پرتاب می‌شود، به ما این توانایی را خواهند بخشید تا آزمون قاطعی را طراحی کنیم و ببینیم که آیا این سیاهچاله‌ها واقعاً خاستگاه اصلی “ماده‌ تاریک” هستند یا خیر.» جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Physical Review Letters منتشر شده است.

ترجمه: محمد نوده فراهانی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sci-news.com


ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.

2 دیدگاه‌ها