_ Universul ar putea fi pline cu găuri negre ultraușoare care nu pot muri

Găurile negre primordiale sunt obiecte ipotetice formate în primele momente ale universului. Conform modelelor, ele s-au format din micro-fluctuații ale densității materiei și spațiu-timp pentru a deveni găuri negre de mărimea unui granu de nisip, cu masă de munte.

Deși nu am detectat niciodată găurile negre primordiale, ele au toate elementele necesare. proprietățile materiei întunecate, cum ar fi neemiterea de lumină și capacitatea de a se grupa în jurul galaxiilor. Dacă există, ar putea explica cea mai mare parte a materiei întunecate.

Dezavantajul este că majoritatea candidaților pentru găurile negre primordiale au fost excluși prin observație. De exemplu, pentru a lua în considerare materia întunecată, ar trebui să existe atât de multe dintre aceste scârțâituri gravitaționale, încât să treacă adesea în fața unei stele din punctul nostru de vedere. Acest lucru ar crea o erupție cu microlensing pe care ar trebui să o observăm în mod regulat. Mai multe sondaje ale cerului au căutat un astfel de eveniment fără niciun rezultat, așa că materia întunecată PBH nu este o idee populară în aceste zile.

O nouă lucrare, postată pe serverul de preprintare arXiv, adoptă o abordare ușor diferită. În loc să se uite la găurile negre primordiale tipice, consideră găurile negre ultraușoare. Acestea sunt la capătul mic al maselor posibile și sunt atât de mici încât radiația Hawking ar intra în joc.

Rata de dezintegrare Hawking este invers proporțională cu dimensiunea unei găuri negre, așa că aceste găuri negre ultraușoare ar trebui să radiază până la sfârșitul vieții lor pe o scală cosmică scurtă. Deoarece nu avem un model complet al gravitației cuantice, nu știm ce s-ar întâmpla cu găurile negre ultraușoare la sfârșit, care este locul în care intervine această lucrare.

Așa cum notează autorul, practic sunt trei rezultate posibile. Primul este că gaura neagră radiază complet. Gaura neagră s-ar termina ca o scurtă fulgerare de particule de înaltă energie. Al doilea este că un mecanism previne evaporarea completă, iar gaura neagră atinge un fel de stare de echilibru. A treia opțiune este similară celei de-a doua, dar în acest caz, starea de echilibru face ca orizontul evenimentelor să dispară, lăsând o masă densă expusă cunoscută sub numele de singularitate goală. Autorul observă, de asemenea, că pentru ultimele două rezultate, obiectele ar putea avea o sarcină electrică netă.

Pentru cazul evaporării, cea mai mare necunoscută ar fi intervalul de timp al evaporării. Dacă PBH-urile sunt inițial mici, ele s-ar evapora rapid și s-ar adăuga efectului de reîncălzire al cosmosului timpuriu. Dacă se evaporă încet, ar trebui să putem vedea moartea lor ca o fulgerare de raze gamma. Niciunul dintre aceste efecte nu a fost observat, dar este posibil ca detectoare precum Telescopul cu zonă mare a lui Fermi să prindă unul în flagrant.

Pentru ultimele două opțiuni, autorul susține că echilibrul ar fi atins în jurul valorii de Scara Planck. Rămășițele ar fi de mărimea unui proton, dar cu mase mult mai mari. Din păcate, dacă aceste rămășițe sunt neutre din punct de vedere electric, ar fi imposibil de detectat. Nu s-ar degrada în alte particule și nici nu ar fi suficient de mari pentru a fi detectate direct. Acest lucru s-ar potrivi cu observația, dar nu este un rezultat satisfăcător. Modelul este practic de nedemonstrat. Dacă particulele au o sarcină, atunci am putea detecta prezența lor în următoarea generație de detectoare de neutrini.

Principalul lucru despre această lucrare este că găurile negre primordiale nu sunt complet excluse de observațiile curente. Până când vom avea date mai bune, acest model se alătură mormanului teoretic al multor alte posibilități.

(Fluierul)