Zderzać się!
Astronomowie podejrzewają, że w pierwszych sekundach po powstaniu Wszechświata powstały także pierwsze czarne dziury. Te małe, ale niezwykle gęste obiekty – pomyśl o cząstce wielkości atomu napędzającej masę góry – nazywane są „pierwotnymi czarnymi dziurami”. Ale jest problem: nadal nie ma dowodów, że kiedykolwiek istniały.
Teraz naukowcy zaproponowali nowy pomysł: być może dowód znajduje się tutaj, na Ziemi.
W nowych badaniach opublikowanych w czasopiśmie Fizyka Mrocznego WszechświataNaukowcy doszli do wniosku, że starożytne obiekty mogą również pozostawiać zauważalne dowody w postaci mikroskopijnych tuneli lub pustych obiektów poza naszą planetą, takich jak asteroidy. Chociaż na Ziemi rzadko można znaleźć mikrotunele, mogą one istnieć w miejscach wokół nas, na przykład w skałach, szkle i metalu budynków – zwłaszcza w starszych budynkach.
„Najtrudniej jest zobaczyć, co jest tuż przed twoim nosem” – powiedział Mashable Dejan Stojkovic, profesor fizyki na Uniwersytecie w Buffalo i współautor badań.
Naukowiec z NASA widzi pierwsze zdjęcie Voyagera. To, co zobaczył, przyprawiło go o dreszcze.
Czarne dziury są niemal niewyobrażalnie gęste. Gdyby Ziemia została (hipotetycznie) wgnieciona w czarną dziurę, jej średnica wynosiłaby zaledwie cal. Obecnie wiele czarnych dziur powstaje w wyniku zapadnięcia się masywnych obiektów, takich jak gwiazdy, zwłaszcza po gwałtownych eksplozjach supernowych. Same obiekty nie są rzadkie: w samej naszej galaktyce Drogi Mlecznej krąży około 100 milionów fałszywych czarnych dziur.
Jednak poszukiwania pierwszej czarnej dziury w kosmosie spełzły na niczym. Chociaż astronomowie mogą widzieć duże czarne dziury za pomocą teleskopów – ponieważ obiekty te gromadzą wokół siebie duże ilości szybko wirującej materii, która emituje obfite ilości energii – pierwotne czarne dziury są zbyt małe, aby gromadzić taką materię. Ponadto uważa się, że czarne dziury emitują rodzaj energii zwany promieniowaniem Hawkinga, który powinien być szczególnie intensywny w przypadku małych czarnych dziur, ale również nie został wykryty. Jednak fizycy uważają, że muszą tam być.
możliwa do zmiażdżenia prędkość światła
„Bezpośrednie dowody obserwacyjne na małe czarne dziury nadal nie istnieją, ale zgodnie z naszymi teoriami dotyczącymi wczesnego Wszechświata powinny one być generalnie produkowane bez odwoływania się do żadnej egzotycznej fizyki” – powiedział Stojkovic.
„Najtrudniej jest zobaczyć, co stoi przed twoim nosem”.
Dlatego Stojkovic zaproponował unikalny pomysł wykorzystania mikroskopów do oglądania maleńkich tuneli na Ziemi utworzonych przez maleńkie, choć potężne, pierwotne czarne dziury. (Pozostawią dziury niczym pędząca kula przechodząca przez szklaną ścianę.) Oglądanie starszych materiałów daje największe szanse, po prostu dlatego, że takie rzeczy istnieją od wieków i istnieje więcej możliwości wystąpienia efektów czarnych dziur. Poszukiwanie tuneli jest znacznie tańsze niż budowa nowego, niezwykle czułego detektora, szczególnie w dziedzinie nauki, gdzie finansowanie jest ograniczone i bardzo konkurencyjne – nawet dla NASA.
Stare kamienne domy w Dubrowniku, Chorwacja.
Źródło: Jason Wells/Loop Images/Universal Images Group za pośrednictwem Getty Images
Ulica w Fitzrovii w Londynie.
Źródło: Alexander Spatari/Getty Images
Stojkovic wyjaśnił: „Badanie starych materiałów do mikrotuneli powinno stanowić jedynie niewielki ułamek kosztów budowy dedykowanego detektora astrofizycznego (który zwykle kosztuje miliony, a nawet miliardy dolarów)”. czarna dziura.”
Powiedział, że szanse na odnalezienie tunelu są „bardzo małe”, ale taka jest rzeczywistość detektywów szukających dowodów pozostawionych przez te starożytne, nieuchwytne i maleńkie cząstki. Stojkovic powiedział, że fizycy poszukują również niezwykle rzadkiego „monopolu magnetycznego” – kolejnej hipotetycznej cząstki – za pomocą drogich detektorów. Oczywiście znalezienie monopoli magnetycznych okazało się trudne, ale korzyści naukowe byłyby ogromne.
Choć odkrycie mikrotunelu czarnej dziury na naszej planecie może być ekscytujące, badacze sugerują również, aby szukać gdzie indziej w Układzie Słonecznym. Mówiąc dokładniej, na stosunkowo małych obiektach, takich jak księżyce lub asteroidy z płynnymi jądrami (na przykład księżyc Jowisza Ganimedes ma płynne jądro). Pierwotna czarna dziura poruszająca się szybko w przestrzeni może uderzyć w taki obiekt, wykorzystać swoją silną siłę grawitacji do wessania jądra i ostatecznie, po ucieczce, pozostawić jedynie pustą warstwę.
Żywotność pierwotnych czarnych dziur o różnych rozmiarach. NASA twierdzi, że pierwotna czarna dziura wielkości Mount Everest mogłaby żyć miliard razy dłużej niż obecny wiek Wszechświata. (Wszechświat ma około 13,8 miliardów lat.)
Źródło: NASA
Naukowcy obliczyli, że taki pusty obiekt nie może być większy niż około jednej dziesiątej promienia Ziemi (czyli około 600 km), w przeciwnym razie zapadnie się. Co ważne, teleskopy mogą ujawnić prędkość i masę obiektu. „Jeśli gęstość obiektu jest bardzo niska w stosunku do jego wielkości, dobrze wskazuje to na to, że jest on pusty” – stwierdził Stojkovic w osobnym oświadczeniu uniwersytetu.
To naprawdę nowatorskie pomysły. Jednak nieudane odkrycie pierwotnej czarnej dziury może wymagać niezwykłego myślenia. Zapytałem Stojkovica, czy ktoś próbował już wcześniej zobaczyć te mikroskopijne tunele na Ziemi.
– Nie o tym wiemy – powiedział. – Być może nikt o tym wcześniej nie pomyślał.
