'Беле рупе' могу бити тајни састојак у мистериозној тамној материји

Тамна материја у галаксији Алус 3827

Дистрибуција тамне материје у скупу галаксија Абелл 3827 приказана је као плава контурна линија на овој фотографији помоћу свемирског телескопа Хуббле. (Кредит за слику: ЕСО / Р. Массеи)



Беле рупе, које су теоретски потпуне супротности црних рупа, могле би чинити велики део мистериозне тамне материје за коју се сматра да чини већину материје у универзуму, открива нова студија. А неке од ових бизарних белих рупа можда су чак и пре Великог праска, рекли су истраживачи.



Црне рупе поседују гравитационе потезе толико снажне да им чак ни светлост, најбржа ствар у универзуму, не може побећи. Невидљива сферна граница која окружује језгро црне рупе и означава њену тачку без повратка позната је као хоризонт догађаја. [ Слике: Црне рупе универзума ]

Црна рупа једно је од предвиђања Ајнштајнове теорије опште релативности. Други је познат као а бела рупа , што је попут црне рупе у рикверц: Док ништа не може побећи из хоризонта догађаја црне рупе, ништа не може ући у хоризонт догађаја беле рупе.



Претходна истраживања су показала да су црне рупе и беле рупе повезане, при чему материја и енергија падају у црну рупу која потенцијално излази из беле рупе било негде другде у космосу или у потпуно другом универзуму. 2014. године, Царло Ровелли, теоретски физичар са Универзитета Екс-Марсеј у Француској, и његове колеге предложио да се црне и беле рупе могу повезати на други начин: Када црне рупе умру, могле би постати беле рупе.

Седамдесетих година, теоретски физичар Стивен Хокинг израчунао да би све црне рупе требале испарити масом емитујући зрачење. Очекује се да ће се црне рупе које изгубе више масе него што добију смањити и на крају нестати.

Међутим, Ровелли и његове колеге сугеришу да црне рупе које се смањују не би могле нестати да је ткиво простора и времена квантно - односно направљено од недељивих величина познатих као кванти. Простор-време је квант у истраживању које настоји да обједини општу релативност, која може објаснити природу гравитације, са квантном механиком, која може описати понашање свих познатих честица, у јединствену теорију која може објаснити све силе универзума .



У студији из 2014. године, Ровелли и његов тим сугерирали су да ће, након што црна рупа испари до степена у којем се више не може смањити јер се простор-вријеме не може стиснути у ништа мање, умирућа црна рупа тада одскочити и формирати бијелу рупа.

честице црних рупа које беже

'Наишли смо на чињеницу да црна рупа постаје бела рупа на крају испаравања', рекао је Ровелли за Спаце.цом.



Сматра се да се црне рупе данас формирају када масивне звезде умру у џиновским експлозијама познатим као супернове, које сабијају њихове лешеве у бескрајно густе тачке познате као сингуларности у срцима црних рупа. Ровелли и његове колеге раније су проценили да ће бити потребна црна рупа са масом једнаком маси Сунца око квадрилион пута већа од тренутне старости свемира да се претвори у белу рупу. [Фотографије Супернове: Одличне слике експлозија звезда]

Међутим, претходни радови 1960 -их и 1970 -их сугеришу да су и црне рупе могле настати у року од једне секунде након Великог праска, услед случајних флуктуација густине у врелом свемиру новорођенчади који се брзо шири. Области у којима су ове флуктуације концентрисане материје заједно могле да се сруше и створе црне рупе. Ове такозване примордијалне црне рупе биле би много мање од црних рупа звездане масе и могле су да умру да би формирале беле рупе током живота универзума, приметили су Ровелли и његове колеге.

Чак би и беле рупе микроскопског пречника могле бити прилично масивне, баш као што црне рупе мање од зрна песка могу тежити више од месеца. Сада, Ровелли и коауторица студије Францесца Видотто, са Универзитета Баскија у Шпанији, сугеришу да би ове микроскопске беле рупе могле сачинити тамну материју.

Иако се сматра да тамна материја чини пет шестина све материје у универзуму, научници не знају од чега је сачињена. Како јој име говори, тамна материја је невидљива; не емитује, не рефлектује или чак блокира светлост. Као резултат тога, тамна материја се тренутно може пратити само кроз њене гравитационе ефекте на нормалну материју, попут оне која чини звезде и галаксије. Природа тамне материје тренутно је једна од највећих мистерија у науци.

Локална густина тамне материје, како сугерише кретање звезда близу Сунца, износи око 1 проценат масе Сунца по кубном парсеку, што је око 34,7 кубних светлосних година. Да би објаснили ову густину са белим рупама, научници су израчунали да је једна сићушна бела рупа - много мања од протона и око милионити део грама, што је једнако маси 'пола инча људске косе', Ровелли рекао - потребно је на 2.400 кубних миља (10.000 кубних километара).

Ове беле рупе не би емитовале зрачење, а пошто су далеко мање од таласне дужине светлости, биле би невидљиве. Да је протон заиста ударио у једну од ових белих рупа, бела рупа би се 'једноставно одбила', рекао је Ровелли. 'Не могу ништа прогутати.' Ако би црна рупа наишла на једну од ових белих рупа, резултат би била једна већа црна рупа, додао је он. Као да идеја о невидљивим, микроскопским белим рупама од давнина није била довољно дивља, Ровелли и Видотто су даље сугерисали да би неке беле рупе у овом универзуму могле заиста претходити Великом праску. Будућа истраживања ће истражити како би такве беле рупе из претходног свемира могле помоћи да се објасни зашто време тече само напред у овом садашњем универзуму, а не и обрнуто, рекао је он.

Ровелли и Видотто детаљно њихови налази на мрежи 11. априла у раду који је достављен на годишњи конкурс Фондације за гравитацију за есеје о гравитацији.

Пратите Цхарлеса К. Цхоија на Твиттеру @цкцхои . Пратите нас @Спацедотцом , Фејсбук и Гоогле+ . Оригинални чланак о Спаце.цом .