سیاهچالههای ابتدایی هنوز وجود دارند؛ گواهی بر بیگ بنگ ممکن است خود ماده تاریک باشد
سیاهچالههای اولیه بهطور اساسی با آن دسته سیاهچالههایی که از انزوا ستارگان بزرگ بوجود میآیند، تفاوت دارند. این اجرام در لحظات ابتدایی شکلگیری جهان و بهواسطه نوسانات چگالی در فضاهای اولیه به وجود آمدهاند و وزن آنها میتواند از ابعاد میکروسکوپی تا جرمهای چندین برابر خورشید متغیر باشد. نظریههای نسبیت عام به ما این نکته را یادآوری میکنند که این سیاهچالهها به تدریج جرم خود را از دست خواهند داد، اما اکنون تحلیلهای تازهای در این معادله به هندسهای از فرضیهٔ «تبخیر مطلق» چالش میکنند.
هالهٔ اطراف سیاهچالههای اولیه در دورهی ابتدایی کیهان، برخلاف فضای ساکن و سرد امروزین، سرشار از فوتونهای پرتوان و تابشهای حرارتی فشرده بود. تحقیقات جدید، یک قطعه دیگر به این معما اضافه میکند: جذب مستقیم تابشهای حرارتی. محاسبات نشان میدهند که اگر نرخ جذب در یک سیاهچاله اولیه از حد خاصی تجاوز کند، فرآیند تبخیر هاوکینگ دچار عقبنشینی خواهد شد و سیاهچاله به جای آنکه ناپدید شود، به یک مصرفکنندهٔ خاموش انرژی تبدیل شده و دوام خود را حفظ خواهد کرد.
نگاهی دوباره به چرخهی حیات سیاهچالههای باستانی، دریچهای تازه برای درک راز ماده تاریک میگشاید. چنانچه سیاهچالههای اولیه توانسته باشند از طریق جذب تابش رشد یابند، این بدان معناست که نسلهای گستردهای با جرهای متفاوت هنوز هم در کیهان امروز وجود دارند و ممکن است همان «داربست نامرئی» باشند که کهکشانها را به یکدیگر متصل نگه داشته است. بر اساس یافتهها، این پدیده به پارامتر «نرخ جذب» وابسته است؛ بهعنوان مثال، اگر این ضریب ۰٫۳۹ باشد، سیاهچالههایی با جرمهایی در بازهی ۵ ضربدر ۱۰ به توان ۱۴ گرم (5*10^14) تا ۵ ضربدر ۱۰ به توان ۱۹ گرم (5*10^19) که پیشتر تصور میشد به تبخیر درآمدهاند، اکنون میتوانند بهعنوان کاندیدای اصلی ماده تاریک معرفی شوند.
نتایج این مطالعه، دانشمندان را به بازنگری در نخستین لحظات آفرینش و روند تکامل ساختارهای کیهانی مجبور میکند. این موفقیت صرفاً یک اصلاح ساده در مدلهای ریاضی نیست بلکه آغاز فصل جدیدی در بیان داستان آفرینش به شمار میرود. جهان بار دیگر ثابت کرد که فراتر از درک ماست و حتی زمانی که به نظر میرسد سرنوشت یک جرم آسمانی را بهراحتی میتوانیم پیشبینی کنیم، طبیعت از قبل برای ما برنامههایی غیرمنتظره چیده است.
این تحقیق در پایگاه دادههای پیشانتشار arXiv منتشر شده است.
