Het vroege universum bevatte veel minder miniaturen zwarte gaten Wat de oorsprong van ontbrekende materie in het universum tot een groter mysterie maakt dan eerder werd gedacht, suggereert een nieuwe studie.
Miniatuur- of primordiale zwarte gaten (PBH’s) zijn zwarte gaten waarvan wordt aangenomen dat ze zich in de eerste milliseconden na de oerknal hebben gevormd. Volgens toonaangevende theorieën zijn deze kleinschalige singulariteiten ontstaan uit snel instortende gebieden van dik, heet gas.
Gebieden van oneindig dichte ruimte-tijd zijn wat veel natuurkundigen verklaren als de donkere materie in het universum, een mysterieuze entiteit die, hoewel volledig onzichtbaar, het universum veel zwaarder maakt dan kan worden verklaard door de materie die we zien.
Maar hoewel deze hypothese populair is, heeft ze één groot probleem: we hebben nog geen enkel oorspronkelijk zwart gat rechtstreeks waargenomen. Nu heeft een nieuwe studie een mogelijke verklaring opgeleverd voor waarom ze zich niet vormen, waardoor het probleem van donkere materie in de kosmologie wordt opengesteld voor bredere speculatie.
Volgens het onderzoek zou het moderne universum gevormd kunnen zijn door een veel kleiner aantal oorspronkelijke zwarte gaten dan eerdere modellen schatten. De onderzoekers publiceerden hun resultaten op 29 mei in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven.
Verwant: De eerste ontdekking van een ‘hik’-zwart gat leidt tot de verrassende ontdekking van een tweede zwart gat dat eromheen draait
“Veel onderzoekers zijn van mening dat… [primordial black holes] “Het is een sterke kandidaat voor donkere materie, maar er zou veel van moeten zijn om aan deze theorie te voldoen”, zegt hoofdauteur Jason Cristianoafgestudeerde student theoretische natuurkunde aan de Universiteit van Tokio, Dat zei hij in een verklaring. ‘Het is ook om andere redenen interessant. Sinds de recente innovatie in de zwaartekrachtgolfastronomie zijn er ontdekkingen gedaan van het samensmelten van binaire zwarte gaten, wat verklaard zou kunnen worden als PBH’s in grote aantallen voorkomen. Maar ondanks deze sterke redenen voor hun voorspelde overvloed, hebben we dat nog niet gedaan. niet gezien “Geen van hen direct, en nu hebben we een model dat zou moeten verklaren waarom dit gebeurt.”
Gat op de foto
Het heelal begon 13,8 miljard jaar geleden de grote explosieWaardoor het jonge universum naar buiten explodeert als gevolg van een onzichtbare kracht die bekend staat als… Donkere energie.
Terwijl het universum groeide, verzamelde gewone materie zich, in wisselwerking met licht, rond onzichtbare klonten Donkere materie Om de eerste sterrenstelsels te creëren, met elkaar verbonden door een enorm kosmisch netwerk. Momenteel geloven kosmologen dat gewone materie, donkere materie en donkere energie respectievelijk ongeveer 5%, 25% en 70% van de samenstelling van het universum uitmaken.
In het begin was het universum ondoorzichtig, een plasmasoep waar geen licht doorheen kon gaan zonder te worden opgesloten door elektromagnetische velden die werden geproduceerd door bewegende ladingen. Echter, na 380.000 jaar van afkoeling en uitzetting smolt het plasma uiteindelijk samen tot neutrale materie, waarbij elektrostatische golven werden gegenereerd die het eerste licht van het universum werden, de kosmische microgolfachtergrond (CMB).
Kosmologen hebben naar deze vroege zwarte gaten gezocht door dit eerste beeld van het universum te bestuderen. Tot nu toe is er echter niemand gevonden.
Sommige natuurkundigen denken dat het mogelijk is dat ze nog niet de enorme aantallen oorspronkelijke zwarte gaten hebben ontdekt die nodig zijn om donkere materie te verklaren, simpelweg omdat ze nog niet hebben geleerd hoe ze deze moeten detecteren.
Maar door op dit probleem een model toe te passen dat is gebaseerd op een geavanceerde vorm van kwantummechanica, de kwantumveldentheorie, kwamen de onderzoekers achter de nieuwe studie tot een andere conclusie: we kunnen geen primordiale zwarte gaten vinden omdat de meeste dat simpelweg niet zijn. . daar.
Er wordt gedacht dat primordiale zwarte gaten zijn ontstaan uit de ineenstorting van korte maar krachtige zwaartekrachtsgolven die door het universum kabbelen. Door hun model op deze golven toe te passen, ontdekten de onderzoekers dat het veel minder tijd kan duren voordat deze golven samensmelten dan andere theorieën schatten om grotere structuren in het universum te vormen. Hoe minder golven er nodig zijn om het beeld te reproduceren, hoe minder oorspronkelijke zwarte gaten er zullen zijn.
“Er wordt algemeen aangenomen dat de ineenstorting van korte maar krachtige golflengten in het vroege heelal heeft geleid tot het ontstaan van oorspronkelijke zwarte gaten”, zegt Christiano. “Onze studie suggereert dat het aantal PBH’s veel lager moet zijn dan nodig zou zijn als ze inderdaad sterke kandidaten zijn voor donkere materie of zwaartekrachtsgolfgebeurtenissen.”
Om hun theorie te bevestigen, zullen de onderzoekers kijken naar toekomstige zeer gevoelige zwaartekrachtgolfdetectoren zoals… Laserinterferometer Space Antenna (LISA)-project.Het is de bedoeling dat het toestel in 2035 de ruimte in wordt gestuurd met een Ariane 3-raket.
“Social media fanaat. Fanatieke bacon fanaat. Wannabe popcultuur fan. Communicator. Gecertificeerd schrijver.”
More Stories
Superzware zwarte gaten in het vroege heelal dagen kosmologische theorieën uit
Het gebruik van koper om koolstofdioxide om te zetten in methaan zou een gamechanger kunnen zijn bij het beperken van de klimaatverandering
Snel afkoelende exotische objecten herschrijven de fysica van neutronensterren