Hva er mørk materie? Hvordan vises supermassive sorte hull egentlig? Dette gamle spørsmålet kan bli besvart med urmilde sorte hull. Kosmologer fra Leiden og Kina har identifisert en ny måte som disse hypotetiske gjenstandene kan bli født umiddelbart etter Big Bang. Arbeidet deres er publisert i Physical Review Letters.
Forskere står overfor store mysterier i deres søken etter å forstå universet. For eksempel beveger stjerner seg i galakser som om de har fem ganger mer masse enn vi ser. Hva inkluderer denne mørke saken? Det er et annet mysterium: galakser mater store sorte hull i kjernene som veier millioner av solmasser. I unge galakser ville kollapsende stjerner ikke hatt nok tid til å utvide seg så mye. Hvordan dannet disse supermassive sorte hullene seg da?
Ursorte sorte hull: det etterlengtede svaret?
Kosmologer har kommet med en hypotetisk løsning som vil løse et av to mysterier. Ursorte hull, som dukket opp kort tid etter Big Bang, har evnen til enten å forbli bittesmå eller raskt få masse. I det første tilfellet er de egnet for rollen som mørk materie. I det andre tilfellet kan de bli frø for supermassive sorte hull. Kosmolog Don-Gang Won ved Universitetet i Leiden og hans kinesiske kollegaer Yi-Fu Kai, Ji Tong og Sheng-Feng Yang fra China University har beskrevet en ny måte som urlige sorte hull kunne vises under Big Bang.
Etter Big Bang inneholdt universet forstyrrelser med liten tetthet forårsaket av tilfeldige kvantesvingninger. De er store nok til å danne stjerner og galakser, men for små til å bli opprinnelige sorte hull alene. Vaughn og hans kolleger har identifisert en ny resonanseffekt som gjør urmilde sorte hull mulig ved å selektivt forsterke visse forstyrrelser. Dette fører til spådommen om at alle urmilde sorte hull skal ha omtrent samme masse. De smale toppene i figuren viser rekkevidden av mulige masser på grunn av resonans.
"Andre beregninger øker harmen annerledes, men får problemer," sier Vaughn. “Vi bruker resonans under inflasjon, da universet vokste eksponentielt like etter Big Bang. Våre beregninger er enkle nok til å jobbe med. I virkeligheten kan mekanismen være mer komplisert, men dette er i det minste begynnelsen."
Kampanjevideo:
Ilya Khel
