Nogle smarte måder at søge efter primordiale sorte huller på
Primordiale sorte huller (PBH'er) har for nylig fået meget opmærksomhed i fysiksamfundet. En af de primære årsager er den potentielle forbindelse til mørkt stof. Faktisk, hvis PBH'er kan bevises at eksistere, er der en meget god chance for, at de er det mørkt stof, den usynlige ting, der udgør 85% af universets masse, er lavet af. Hvis det bevises, ville det helt sikkert være en opdagelse på Nobelniveau inden for astrofysik.
Men for at bevise det, skal nogen finde dem først. Indtil videre eksisterer PBH'er kun i teorien. Men vi kommer tættere på at bevise, at de eksisterer, og et nyt papir blev sendt til arXiv preprint-server af Marcos Flores fra Sorbonne og Alexander Kusenko fra UCLA sporer nogle ideer om, hvordan vi måske endelig kan finde PBH'er og derved bevise eller modbevise deres forbindelse til mørkt stof.
Drs. Flores og Kusenko fokuserer på at forstå PBH-dannelsesteorier og derefter ekstrapolere, hvordan disse formationer kan spores, selv med moderne udstyr. Et typisk sort hul, som vi ved eksisterer, dannes, når supermassive stjerner kollapser under deres egen vægt.
PBH'er blev dannet før nogen stjerner af en sådan størrelse var tilgængelige for at kollapse, så de skal dannes ved hjælp af en anden mekanisme. Artiklen beskriver en teoretiseret PBH-dannelsesproces, der involverer et detaljeret matematisk blik på partikelasymmetri, og hvordan det passer ind med andre modeller for partikelfysik. Men hvordan kan astronomer se disse formationer?
En måde er ved at se et tab af vinkelmomentum. Astronomer kan observere "haloer" af partikler tidligt i universet. I mange tilfælde snurrer de hurtigt. Men hvis deres spin aftager dramatisk, kan det tyde på, at en PBH var ved at danne sig i nærheden, som tabte noget af energien fra det vinkelmomentum ved at trække partiklerne mod sig selv.
En anden måde er ved at se en ny yndlingsmekanisme hos astronomer overalt - gravitationsbølger. Det er ikke helt klart, om dannelsen af PBH'er kan forårsage gravitationsbølger. Alligevel diskuterer papiret nogle rammer, der potentielt kan føre til en teori om, hvorvidt de gør det.
Supersymmetri giver en af disse rammer. I nogle tilfælde kunne det tidlige univers, der opererer under principperne om supersymmetri, danne en PBH, der ville danne en gravitationsbølge, som den næste generation af gravitationsbølgedetektorer potentielt kunne detektere. Især ville det involvere, hvad papiret kalder en "poltergeist-mekanisme", der er et resultat af rum-tidsforstyrrelser i visse teorier.
En sidste måde at opdage disse PBH'er på er at holde øje med gravitationslinser. Nogle eksperimenter som Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE) og Hyper Suprime-Cam (HSC) fra Subaru-teleskopet har bemærket gravitationel mikrolinsing, hvor der ikke er nogen kendt massiv genstand til at forårsage en sådan linse. PBH'er, som faktisk ville være usynlige for disse teleskoper, kunne tilbyde én forklaring, selvom andre forklaringer først skal udelukkes.
Andre teorier tilbyder andre muligheder for PBH-detektion, herunder at se interaktionen af "Q-bolde" eller teoretiske store "klatter" af stof. Hvis nok af disse er samlet sammen, kan de potentielt danne en PBH.
I sidste ende er der flere spørgsmål end svar omkring disse mystiske objekter. Hvis de findes, kan de svare på mange af dem. Der er dog brug for flere data for at bevise det ud over enhver rimelig tvivl. Eksperimentalister skubber allerede så hurtigt fremad, som de kan, for at udvikle nye og bedre detektorer, der kan hjælpe i jagten på PBH'er. Hvis de eksisterer, er det kun et spørgsmål om tid, før vi finder dem.
Flere oplysninger: Marcos M. Flores et al., Nye ideer om dannelse og astrofysisk påvisning af primordiale sorte huller, arXiv (2024). DOI:10.48550/arxiv.2404.05430
Journaloplysninger: arXiv
Leveret af Universe Today
Varme artikler
-
De fleste isolerede massive stjerner bliver smidt ud af deres hobeMassiv stjernehob kaldet Westerlund 1. Kredit:ESA/Hubble &NASA. Et par studier fra University of Michigan afslører, hvordan nogle massive stjerner - stjerner otte gange eller flere gange vores sol -
Regner med NASAs ICESat-2ICESat-2 satellitten gennemgår test en sidste gang, inden den placeres i raketten. ICESat-2, planlagt til lancering 15. september, vil præcist måle højden af Jordens is og overvåge ændringer. Kredit -
Usædvanlig doughnut-formet jet observeret i galaksen NGC 6109VLA S-bånd radiobillede af NGC 6109 ved 0,8 buesek. opløsning ved 2,99 GHz. Hovedflyet strækker sig til NW, og en lys knude er placeret cirka 1200 fra kernen. 400 SE af kernen, der ses en stram hvirve -
Gammel meteorit fortæller historier om Mars topografiMars-meteorit Nordvestafrika (NWA) 7034, kaldet Black Beauty, vejer cirka 11 ounce (320 gram). Kredit:NASA Ved at se på en gammel Mars-meteorit, der landede i Sahara-ørkenen, Lawrence Livermore N