En statistisk analyse av 740 supernovaeksplosjoner viste at sorte hull ikke kan utgjøre mer enn 40 prosent av volumet av mørk materie i universet, som igjen driver en ny spiker i kisten til teorien om massive astrofysiske kompakte glorieobjekter. I følge denne teorien kan urhellige sorte hull være kilden til mørk materie. Observasjonen av to amerikanske forskere fra University of California i Berkeley setter tvil om denne teorien.
I februar 2016 kunngjorde forskere ved Laser Interferometric Gravitational Wave Observatory (LIGO) en ny æra innen astronomi. Forskere har oppdaget for første gang spådd gravitasjonsbølger skapt av et par kolliderende sorte hull. Bortsett fra den fantastiske naturen til selve oppdagelsen, har oppdagelsen av gravitasjonsbølger gjenopplivet den gamle teorien om at mørkt materie er et derivat av massive astrofysiske kompakte haloobjekter (MACHO), ultratette gjenstander som ikke avgir lys.
I følge moderne antagelser kan mørk materie utgjøre opptil 85 prosent av volumet av all materie i universet, men fysikere har ennå ikke oppdaget denne saken, så de vet ikke hva det er. Temaet om eksistensen av mørk materie vakte aktiv diskusjon rundt seg selv etter at den amerikanske astronomen Vera Rubin på 70-tallet studerte rotasjonskurvene til galakser, avslørte avvik mellom den forutsagte sirkelbevegelsen til galaksene og den observerte bevegelsen (stjerner ved kanten av galakser skulle rotere langsommere enn de som er nærmere til det galaktiske sentrum, men observasjon viste at rotasjonshastigheten til de ytre og indre stjernene faktisk var den samme). Dette faktum, kjent som "galakserotasjonsproblemet", har blitt et av de viktigste bevisene for eksistensen av mørk materie. Spørsmålet omhvilken mørk materie som fremdeles er igjen og forblir åpen.
I løpet av de neste tiårene har mange kandidater blitt foreslått for rollen som mørk materie. I dag er de mest populære partikler som aksjoner eller svakt interagerende partikler. Imidlertid ble objekter (spesielt sorte hull) foreslått flere tiår tidligere av MACHO-teorien, ansett som den viktigste kilden til mørk materie. I følge denne teorien består mørk materie faktisk av baryoniske partikler (partikler av vanlig materie som kan sees) som beveger seg i det interstellare rommet, uten å være forbundet med noe planetarisk system og praktisk talt (eller fullstendig) ikke avgir energi. I følge teorien kan MACHO representere nøytronstjerner, brune dverger, foreldreløse planeter og urhellige sorte hull som dukket opp kort tid etter Big Bang.
På 90-tallet gikk teorien om MACHO-objekter ut av moten. Forskere har fokusert søket etter kilden til mørk materie i partikler, men den nylige oppdagelsen av LIGO har gjenopptatt interessen for sorte hull som en mulig forklaring på usynlig mørk materie.
Siden MACHO-objekter, ifølge teorien, ikke avgir energi, for observatøren vil disse objektene være "mørke", det vil si usynlige. Basert på dette forventet forskerne å oppdage dem ved hjelp av gravitasjonsmikrolensering. Dette er fenomenet krumning av lysbølger fra det observerte objektet i forhold til observatøren på grunn av det veldig kraftige gravitasjonsfeltet til veldig tette og massive gjenstander som ligger mellom det observerte objektet og observatøren. Denne effekten kan øke lysstyrken til stjerner betydelig fjernt fra oss og tillate oss å se de objektene som ikke kan sees med vanlige tradisjonelle observasjonsmetoder. Rollen til gravitasjonslinser kan for eksempel spilles av galakser, galaktiske klynger og også sorte hull.
Fysikerne Miguel Tsumalakraregi og Urosh Selyak fra University of California, Berkeley har utført sofistikerte dataanalyser fra 740 supernovaeksplosjoner - ekstremt lyse eksplosjoner av stjerner - for å spore bidraget fra uretsorte hull til krumning og forsterkning av supernovalys. Supernovaeksplosjoner brukes ofte av astronomer for å måle avstander i universet, fordi disse objektene har utrolig lysstyrke, som avtar veldig sakte, slik at beregninger kan gjøres. Forskningen er publisert i tidsskriftet Physical Review Letters.
Forskere antok at en avvik i lysstyrke på flere tiendedeler av en prosent, som indikerer effekten av mikrolensing på sorte hull og forklart av massen av usynlig mørk materie, ville bli funnet i minst 8 av de 740 observerte supernovene. Imidlertid har forskere aldri funnet et eneste avvik som indikerer mikrolensering på et svart hull.
Kampanjevideo:
Funnene i studien ekskluderer ikke sorte hull som kilder til mørk materie, men begrenser deres bidrag til volumet i universet betydelig. Det anslås at selv om sorte hull bidrar til fenomenene som er forbundet med mørk materie, er det ikke mer enn 40 prosent. Ifølge forfatterne har de allerede og har ennå ikke publisert resultatene av en mer fullstendig analyse, som dekket mer enn 1000 supernovaer og tvinger dem til å senke dette tallet ytterligere - til maksimalt 23 prosent.
“Vi er tilbake til normale diskusjoner igjen. Hva er mørk materie? Det ser ut til at vi har mange gode alternativer. Dette er en utfordring for de neste generasjonene, sier professor Urog Selyak.
