Existuje 90% šance, že během desetiletí uvidíme, jak exploduje černá díra, říkají fyziky
Hvězdný Černé díry forma ze kolapsu masivních hvězd na konci jejich života, obvykle vážící 3 až 50krát větší hmotnost slunce. Když hvězda dojde palivo, exploduje v supernově a zanechává za sebou tak hustou, že nic nemůže uniknout, ani světlo.
Naproti tomu prvotní černé díry jsou teoretické objekty, které by se mohly vytvořit méně než sekundu po Velký třesk Z extrémně hustých oblastí raného vesmíru. Na rozdíl od hvězdných černých děr by mohly být mnohem lehčí a jsou to starověké relikvie z doby, kdy vesmír obsahoval většinou vodík a helium.
Zatímco černé díry jsou obvykle známé pro konzumaci všeho kolem nich, fyzioci dlouho teoretizovali, že nakonec explodují na konci svého života procesem zvaným Hawking Radiation. Dříve vědci věřili, že k takovým výbuchům došlo pouze jednou za 100 000 let. Nový výzkum zveřejněný v časopise Physical Review Letters však naznačuje, že bychom mohli tento mimořádný jev svědčit mnohem dříve, než se očekávalo.
„Věříme, že v příštích 10 letech existuje 90% šance na to, že bude svědkem explodující černé díry, klíčem je, že naše současná flotila prostoru a pozemních dalekohledů již dokáže detekovat takový výbuch,“ řekl Aidan Symons, postgraduální student z University of Massachusetts.
Černé otvory s největší pravděpodobností explodují, nejsou masivní hvězdné zbytky, na které obvykle myslíme, ale spíše prvotní černé díry (PBHS.), Jak se fyzik Stephen Hawking ukázal v roce 1970, zapalovač je černá díra, tím teplejší, a tím se stává více částic, které vyzařuje přes hawkingové záření. Jak se PBH odpařují, stávají se stále lehčí a tak teplejší a do exploze vyzařují ještě větší záření v útěkovém procesu.
Průlom přišel, když tým vědců začal zpochybňovat dlouhodobé předpoklady o elektrických vlastnostech Black Holes. Zatímco standardní černé otvory nemají žádný elektrický náboj, tým prozkoumal, co by se mohlo stát, kdyby se prvotní černé díry vytvořily s malým elektrickým nábojem zahrnujícím hypotetické těžké částice, které nazývají „tmavé elektrony“.
Tmavý elektron by byl jako mnohem těžší verze běžného elektronu, ale interaguje prostřednictvím tmavých elektromagnetických sil místo běžného elektromagnetismu. V teoretických modelech zvaných Dark-qed by tyto částice nesly tmavý elektrický náboj a interagovaly prostřednictvím tmavých fotonů, což by mohlo ovlivňovat to, jak se hmota chová kolem černých otvorů.
Výzkumný tým učinil jiný předpoklad o elektrických vlastnostech prvotních černých děr. Postaví, že jejich model ukazuje, zda se prvotní černá díra tvoří s malým tmavým elektrickým nábojem, měl by být dočasně stabilizován před konečným explodem. Tento stabilizační účinek by mohl dramaticky zvýšit pravděpodobnost pozorování takových explozí, z jednou za 100 000 let na potenciálně jednou za desetiletí.
Explodující černá díra by nebyla jen velkolepá světelná show, poskytla by vědcům katalog každé existující subatomické částice. To zahrnuje nejen částice, které jsme již objevili, jako jsou elektrony, kvarky a higgsové bosony, ale také v současné době nezjištěné částice, možná i temná hmota.
Tým trvá na tom, že i když nezaručují explozi, dojde v tomto desetiletí, vysoká pravděpodobnost znamená, že bychom měli být připraveni. Naštěstí naše současná technologie dalekohledu je již schopna detekovat vyprávění znaky hawkingského záření z explodující prvotní černé díry. Pokud se jejich výpočty ukážou správné, můžeme být schopni vrhnout světlo na jednu z našich nejstarších otázek; Odkud pochází všechno?!
The Originální verze tohoto článku byl zveřejněn na Vesmír dnes.
