Vad är mörk materia? Hur verkar supermassiva svarta hål egentligen? Denna gamla fråga kan besvaras med ursvarta hål. Kosmologer från Leiden och Kina har identifierat ett nytt sätt genom vilket dessa hypotetiska föremål kan födas omedelbart efter Big Bang. Deras arbete har publicerats i Physical Review Letters.
Forskare står inför stora mysterier i sin strävan att förstå universum. Stjärnor rör sig till exempel i galaxer som om de har fem gånger mer massa än vi ser. Vad inkluderar denna mörka materia? Det finns ett annat mysterium: galaxer matar stora svarta hål i sina kärnor och väger miljontals solmassor. I unga galaxer skulle kollapsande stjärnor inte ha fått tillräckligt med tid för att expandera så mycket. Hur bildades då dessa supermassiva svarta hål?
Ursvarta hål: det efterlängtade svaret?
Kosmologer har kommit med en hypotetisk lösning som skulle lösa ett av två mysterier. Ursvarta hål, som dykt upp strax efter Big Bang, har förmågan att antingen förbli små eller snabbt få massa. I det första fallet är de lämpliga för rollen som mörk materia. I det andra fallet kan de bli frön för supermassiva svarta hål. Kosmolog Dong-Gang Won vid universitetet i Leiden och hans kinesiska kollegor Yi-Fu Kai, Ji Tong och Sheng-Feng Yang vid China University har beskrivit ett nytt sätt på vilket ursvarta hål kan dyka upp under Big Bang.
Efter Big Bang innehöll universum störningar med liten densitet orsakade av slumpmässiga kvantfluktuationer. De är tillräckligt stora för att bilda stjärnor och galaxer, men för små för att bli svarta hål på egen hand. Vaughn och hans kollegor har identifierat en ny resonanseffekt som möjliggör ursprungliga svarta hål genom att selektivt förstärka vissa störningar. Detta leder till förutsägelsen att alla ursprungliga svarta hål ska ha ungefär samma massa. De smala topparna i figuren visar intervallet av möjliga massor på grund av resonans.
"Andra beräkningar ökar upprörandet annorlunda men stöter på problem", säger Vaughn.”Vi använder resonans under inflationen, när universum växte exponentiellt strax efter Big Bang. Våra beräkningar är enkla att arbeta med. I verkligheten kan mekanismen vara mer komplicerad, men detta är åtminstone början."
Kampanjvideo:
Ilya Khel
