تحقیقات جدید نشان می دهد که 90 ٪ احتمال بشریت با استفاده از فضایی مبتنی بر زمین در دهه آینده وجود دارد تا متوجه یک سیاه چاله انفجاری شود. چنین کشف با اثبات وجود “سیاه چاله های اصلی” ، متولد 13.8 میلیارد سال پیش ، یک ثانیه پس از بیگ بنگ ، دیدگاه ما از جهان را تغییر می دهد.
دانشمندان مدتهاست که گمان می کنند که سیاهچاله ها ممکن است منفجر شوند ، اما با جرم هر سیاه چاله ، مدت زمان در مرحله افزایش می یابد. ارزیابی های قبلی نشان می دهد که بزرگترین سیاهچاله های ممکن بیشتر از زندگی فرضی جهان برای انفجار می گذرد. طبق نظریه های قبلی ، چنین انفجاری با کوچکترین سیاهچاله های ممکن ، بیشتر در 100000 سال اتفاق می افتد.
با این حال ، تیم پشت این مطالعه جدید مدل جدیدی از بار الکتریکی سیاهچاله ها را ارائه داده است که آنها را “الگویی از اسباب بازی ها با مربع های تاریک” می نامند. این مدل شامل یک نسخه بسیار سنگین و فرضی از الکترون است که این تیم به آن “Dark Electron” گفته می شود. اگر این مدل صحیح باشد ، یک انفجار سودآور با سیاه چاله می تواند هر 10 سال یک بار شهادت داده شود.
انفجار سیاه چاله اصلی نظریه پردازی ها برای جاری شدن جهان با تمام ذرات ممکن است. این شامل ذرات تعیین شده مدل استاندارد فیزیک ذرات ، الکترون ها ، کوارک ها و بوزون های هیگز و همچنین ذرات خارج از مدل استاندارد مانند ذرات است که می توانند ماده تاریک را جبران کنند.
این بدان معنی است که نه تنها وجود سیاهچاله های اولیه را نشان می دهد ، بلکه می تواند با توجه به ذرات خارج از مدل استاندارد ، پازل های زیادی را نیز حل کند.
مایکل بیکر ، عضو تیم در دانشگاه ماساچوست آمرست گفت: “ما ادعا نمی کنیم که این اتفاق در این دهه اتفاق می افتد ، اما ممکن است 90 ٪ اتفاق بیفتد.” “از آنجا که ما قبلاً فناوری مشاهده این انفجارها را داریم ، باید آماده باشیم.”
آیا سیاهچاله ها جریان دارند؟
سیاهچاله ها در تعدادی از میزها موجود است و این واقعیت بخشی جدایی ناپذیر از تئوری تیم است.
شاید مشهورترین مفهوم برای سیاه چاله ها به اصطلاح سیاه چاله توده ای است که توده های بین 10 تا 1000 برابر جرم خورشید است. این سیاهچاله ها هنگامی متولد می شوند که ستاره های عظیم به پایان سوخت هسته ای خود می رسند و دیگر نمی توانند در برابر کشش گرانشی داخلی خود پشتیبانی شوند. این منجر به منطقه ای از فضا با نفوذ گرانشی می شود ، آنقدر عالی که حتی نور به اندازه کافی سریع برای فرار از آن نیست (قرار دادن “سیاه” در سیاهچاله ها).
با توده های معادل میلیون ها یا حتی میلیارد ها خورشید ، سیاهچاله های فوق العاده بسیار عظیم هستند که از ستاره های در حال مرگ متولد می شوند. درعوض ، این تئوریزه می شود که وقتی سیاهچاله های کوچکتر با هم برخورد و ادغام می شوند و زنجیره ای از ادغام های به تدریج بزرگتر و بزرگتر ایجاد می شوند.
در این میان ، سیاهچاله های اولیه این تئوری هستند که بسیار خفیف تر از حتی سیاهچاله های جرم ستاره ای هستند ، با این که توده ها در همه جا از سیارات غول پیکر گرفته تا سیارکهای متوسط پیش بینی شده اند. سیاهچاله های اصلی تئوریزهایی هستند که آنها نه توسط ستاره ها بلکه در نتیجه نوسانات در تراکم اصلی در لحظات جهان پس از بیگ بنگ ایجاد می شوند.
مفهوم انفجار سیاهچاله ها در سال 1974 پدیدار شد ، هنگامی که استفان هاوکینگ ، فیزیکدان انگلیس و یک ارتباط علمی ، نشان می دهد که سیاهچاله ها “نشت” نوع تابش حرارتی که بعداً “تابش هاوکینگ” نامیده می شود.
انتشار اشعه هاوکینگ منجر به تبخیر تدریجی سیاه چاله می شود و این روند با انفجار پایان می یابد. دمای این تابش بستگی به جرم سیاه چاله ای دارد که آن را ساطع می کند ، اما بازخورد است. هرچه جرم سیاهچاله بیشتر شود ، “دمای هوکل” کندتر می شود. همچنین این بدان معناست که سیاهچاله های کوچکتر از فضای اطراف آنها بسیار بدتر هستند ، به این معنی که آنها پرتونگاری را خیلی سریعتر از دست می دهند و توده کوچکتر خود را سریعتر از سیاهچاله های عظیم هیولا از دست می دهند.
و بنابراین دانشمندان می گویند ما باید بتوانیم متوجه آنها شویم. محقق Umass Amherst Andrae Temp گفت: “هرچه سیاه چاله آهسته تر باشد ، باید داغ تر باشد و ذرات بیشتری از آن منتشر شود. هرچه سیاهچاله های مقرون به صرفه تبخیر می شوند ، سبک تر می شوند و داغ تر می شوند و در یک فرآیند قابل اجتناب ، تابش بیشتری را منتشر می کنند.” “این تابش است که تلسکوپ های ما می توانند پیدا کنند.”
اخترشناسان بنابراین باید قادر به یافتن سیاهچاله های اولیه باشید ، اما اگر وجود داشته باشند ، تاکنون ثابت کرده اند که گریزان هستند.
Joakim Iguaz Juan ، عضو تیم UMass Amherst گفت: “ما می دانیم که چگونه می توان تابش هاوکینگ را کنترل کرد.” “ما می توانیم آن را با فرهنگ تلسکوپی فعلی خود ببینیم. از آنجا که تنها سیاهچاله هایی که امروز یا در آینده نزدیک می توانند منفجر شوند ، آن سیاهچاله های اولیه هستند ، می دانیم که اگر شاهد تابش شاهین باشیم ، یک سیاه چاله اصلی را می بینیم.”
پیش از این ، احتمال تشخیص یک سیاه چاله اصلی منفجر شده بی نهایت کوچک تلقی می شد. با این حال ، همانطور که ایگوز خوان خاطرنشان کرد ، “کار ما به عنوان فیزیکدانان این است که فرضیات دریافت شده را زیر سوال ببرند ، سؤالات بهتری بپرسند و فرضیه های دقیق تری ارائه دهند.”
این تیم فرضیات را زیر سوال برد و آنچه را که در مورد هزینه الکتریکی سیاهچاله ها وجود دارد ، بررسی کند. سیاه چاله های جرم ستاره از نظر الکتریکی خنثی تلقی می شوند و تاکنون سیاهچاله های اولیه به همان صورت تئوریزه شده اند.
بیکر گفت: “ما فرض متفاوتی می کنیم.” “ما نشان می دهیم که اگر یک سیاه چاله اصلی با یک بار الکتریکی تاریک کوچک تشکیل شود ، مدل اسباب بازی پیش بینی می کند که قبل از انفجار باید به طور موقت تثبیت شود.”
این منجر به انفجار سودآور با سیاه چاله ای می شود که به طور متوسط هر 10 سال یک بار اتفاق می افتد ، نه یک بار در 100000 سال.
قدم بعدی برای تیم آماده سازی برای انجام چنین کشف و استفاده از آنچه آنها ارائه می دهند ، 90 ٪ احتمال شکستن یک سیاه چاله اصلی است.
ایگواز خوان گفت: “این اولین نظارت مستقیم از هر دو تابش هاوکینگ و PBH است. ما همچنین ضبط نهایی از هر ذره ای را که همه چیز در جهان را تشکیل می دهد ، دریافت خواهیم کرد.” “این به طور کامل فیزیک را متحول می کند و به ما کمک می کند تا تاریخ جهان را بازنویسی کنیم.”
تحقیقات تیمی روز چهارشنبه (10 سپتامبر) در مجله منتشر شد نامه هایی برای معاینه فیزیکی.
