En av de mest berömda teorierna om Stephen Hawking om mörk materia har skakats efter publiceringen av resultaten från ett japanskt team av astrofysiker under ledning av Masahiro Takada från universitetets fysik och matematikinstitut i Kavli, rapporterar Live Science. Den berömda fysikern som lämnade denna värld förra året trodde att detta mystiska och osynliga ämne består av ursprungliga svarta hål som dök upp omedelbart efter Big Bang. Japanska forskare som använder Subaru-teleskopet genomförde ett experiment, vars resultat, även om de inte helt motbevisar Hawkings teori, men medger att dessa svarta hål måste vara riktigt små för att förklara arten av mörk materia.
Mörk materia är den term fysiker har gett för ett mystiskt ämne som enligt deras åsikt skulle kunna förklara ett intressant faktum: allt i universum rör sig och roterar som om det innehåller mer massa än vi kan upptäcka. Olika forskare vid olika tidpunkter försökte tillskriva egenskaperna hos så kallad mörk materia till olika objekt. På 1970-talet föreslog Stephen Hawking och hans kollegor att Big Bang kunde skapa ett stort antal relativt små svarta hål - var och en på en protons storlek. Dessa små himmelkroppar är svåra att se, men de kommer att ha starka gravitationseffekter på andra föremål - två kända egenskaper hos mörk materia.
Fram till nu kunde denna teori endast testas för urbörda svarta hål, vars massa är större än månens. Men med utvecklingen av teknik har forskare kunnat få fler och tydligare bilder av det yttre rymden. För sin nya studie använde ett team av japanska astronomer Hyper Suprime-Cam (HSC) -kameran monterad på Subaru-teleskopet på Hawaii. Med sin hjälp tog de bilder av hela Andromeda, den närmaste galaxen för oss och försökte hitta dessa små föremål. Resultatet av deras arbete publicerades i tidskriften Nature Astronomy.
Svarta hål släpper inte ut ljus, men supermassiva svarta hål som det i mitten av galaxen M87, som forskarna nyligen fotograferade, är omgivna av ljusa skivor med heta ämnen. Men eftersom de primära hålen är miljarder gånger mindre i storlek och inte har några synliga ljusämnen som omger dem, kan de bara hittas genom att observera de kraftfulla gravitationsfält som de skapar, vilket snedvrider strålningen av angränsande föremål. Detta fenomen kallas mikrolensering.
Teleskop kan detektera mikrolinserna av svarta hål genom att kontinuerligt kartlägga stjärnorna. När de svarta gåvorna passerar framför observationspunkten och stjärnan snedvrider den ljuset från stjärnan och får den att "blinka". Ju mindre det svarta hålet, desto snabbare inträffar detta utbrott.
Emellertid har de ursprungliga hålen som det japanska laget letade efter bara en bråkdel av denna massa - det är ungefär lika med vår månes massa. Detta innebär att de observerade utbrotten bör vara mycket kortare.
Kampanjvideo:
Takada kallar HSC-kameran unik, eftersom med den kunde forskare fånga bilder av alla stjärnorna i Andromeda-galaxen åt gången med en minsta exponering på cirka 2 minuter. Totalt kunde astronomer få cirka 200 bilder av Andromeda på 7 timmar på en klar natt. De slutade bara med att hitta en förmodad mikrolinsering. Om ursprungliga svarta hål står för en betydande del av mörk materia, sa Takada att de borde ha sett cirka 1 000 mikrolysningssignaler.
Betyder det att Hawkings teori har helt motbevist? Takada och Bird har ingen brådska med att komma till slutsatser. Enligt dem kan de erhållna resultaten fortfarande inte helt utesluta att det finns primordiala svarta hål, eftersom, på grund av deras lilla massa, blixtarna i deras signaler skulle vara för korta för att spela in dem. Enligt forskare är det nödvändigt att utveckla nya verktyg som gör det möjligt att upptäcka dem.
Samtidigt konstaterar forskare att upptäckten av ens en sådan signal kan vara avgörande för framtida forskning, vilket kommer att revolutionera några av Hawkings teorier.
Nikolay Khizhnyak
