Έρευνα

Μια μελέτη από Ιάπωνες επιστήμονες έπληξε τη θεωρία της σκοτεινής ύλης του Stephen Hawking.

Μια από τις πιο διάσημες θεωρίες του Stephen Hawking γιαη σκοτεινή ύλη αναταράσσεται έντονα μετά τη δημοσίευση των αποτελεσμάτων της ιαπωνικής ομάδας αστροφυσικών, με επικεφαλής τον Masahiro Takada από το Ινστιτούτο Φυσικής και Μαθηματικών του Σύμπαντος στο Καβλί, αναφέρει η Live Science. Ένας διάσημος φυσικός που εγκατέλειψε τον κόσμο τον περασμένο χρόνο πίστευε ότι αυτή η μυστηριώδης και αόρατη ουσία αποτελείται από πρωτογενείς μαύρες τρύπες που εμφανίστηκαν αμέσως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Οι ιαπωνικοί επιστήμονες που χρησιμοποίησαν το τηλεσκόπιο Subaru πραγματοποίησαν ένα πείραμα, τα αποτελέσματα των οποίων, μολονότι δεν αντικρούουν εντελώς τη θεωρία Hawking, παραδέχονται ότι αυτές οι μαύρες τρύπες πρέπει να είναι πολύ μικροσκοπικές για να εξηγήσουν τη φύση της σκοτεινής ύλης.

Η σκοτεινή ύλη είναι ένας όρος με τον οποίο οι φυσικοίονόμασαν αυτή τη μυστηριώδη ουσία, η οποία, κατά τη γνώμη τους, μπορούσε να εξηγήσει ένα ενδιαφέρον γεγονός: στο Σύμπαν όλα κινούνται και περιστρέφονται σαν να υπήρχε περισσότερη μάζα σε αυτό από ό, τι μπορούμε να ανιχνεύσουμε. Διάφοροι επιστήμονες σε διαφορετικές χρονικές στιγμές προσπάθησαν να αποδώσουν τις ιδιότητες της λεγόμενης σκοτεινής ύλης σε διαφορετικά αντικείμενα. Στη δεκαετία του 1970, ο Stephen Hawking και οι συνάδελφοί του πρότειναν ότι το Big Bang θα μπορούσε να δημιουργήσει ένα μεγάλο αριθμό σχετικά μικρών μαύρων τρυπών - το μέγεθος ενός πρωτονίου. Αυτά τα μικροσκοπικά ουράνια σώματα είναι δύσκολο να δουν, αλλά θα έχουν μια ισχυρή βαρυτική επίδραση σε άλλα αντικείμενα - δύο γνωστές ιδιότητες της σκοτεινής ύλης.

Μέχρι τώρα, αυτή η θεωρία μπορούσε μόνο να επαληθευτείστις κύριες μαύρες τρύπες, η μάζα των οποίων είναι μεγαλύτερη από τη σεληνιακή. Αλλά με την ανάπτυξη της τεχνολογίας, οι επιστήμονες ήταν σε θέση να αποκτήσουν όλο και περισσότερες σαφείς εικόνες του εξωτερικού χώρου. Για τη νέα τους μελέτη, μια ομάδα ιαπωνών αστρονόμων χρησιμοποίησε την κάμερα Hyper Suprime-Cam (HSC) τοποθετημένη σε ένα τηλεσκόπιο Subaru στη Χαβάη. Με τη βοήθειά της, έκαναν φωτογραφίες ολόκληρης της Ανδρομέδας, του πλησιέστερου γαλαξία μας, προσπαθώντας να βρούμε αυτά τα μικρά αντικείμενα. Το αποτέλεσμα των εργασιών τους δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Astronomy.

Ωστόσο, οι μαύρες τρύπες δεν εκπέμπουν φωςυπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, όπως αυτή που βρίσκεται στο κέντρο του γαλαξία M87, την οποία οι επιστήμονες έλαβαν πρόσφατα μια φωτογραφία, περιβάλλονται από φωτεινούς δίσκους συσσώρευσης θερμής ύλης. Αλλά επειδή οι κύριες οπές είναι δισεκατομμύρια φορές μικρότερες και δεν έχουν καμία ορατή φωτεινή ύλη που τις περιβάλλει, μπορούν να βρεθούν μόνο παρατηρώντας τα ισχυρά βαρυτικά πεδία που δημιουργούνται από αυτά, προκαλώντας στρέβλωση της ακτινοβολίας των γειτονικών αντικειμένων. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται microlensing.

Τα τηλεσκόπια είναι σε θέση να εντοπίζουν τα μαύρα μικροσκοπικάτρύπες με τη βοήθεια των μακριών αστέγων σκοποβολής. Όταν ένα μαύρο δώρο περνά μπροστά από το σημείο παρατήρησης και το αστέρι, παραμορφώνει το φως του αστεριού, προκαλώντας το να «αναβοσβήνει». Όσο μικρότερη είναι η μαύρη τρύπα, τόσο πιο γρήγορα γίνεται αυτό το φλας.

"Αν το αντικείμενο που δημιουργεί τα μικροσκοπικά έχειδηλαδή μια ηλιακή μάζα, τότε η χρονική κλίμακα (η διάρκεια της εκδήλωσης) θα είναι από μερικούς μήνες έως ένα χρόνο », εξηγεί ο Masahiro Takada από το Ινστιτούτο Φυσικής και Μαθηματικών του Κόσμου στο Καβλί.

Ωστόσο, οι κύριες τρύπες που αναζητούσε η ιαπωνική ομάδα έχουν μόνο ένα κλάσμα αυτής της μάζας - είναι περίπου ίσο με τη μάζα της Σελήνης μας. Αυτό σημαίνει ότι οι παρατηρούμενες αναλαμπές θα πρέπει να είναι πολύ μικρότερες.

Η Takada καλεί τη φωτογραφική μηχανή HSC μοναδική επειδήμε τη βοήθεια του, οι επιστήμονες μπόρεσαν ταυτόχρονα να αποκτήσουν εικόνες όλων των αστεριών του γαλαξία Andromed με ελάχιστη ταχύτητα κλείστρου περίπου 2 λεπτά. Συνολικά, οι αστρονόμοι ήταν σε θέση να πάρουν περίπου 200 φωτογραφίες της Ανδρομέδας για 7 ώρες από μια καθαρή νύχτα. Ως αποτέλεσμα, βρήκαν μόνο ένα υποψήφιο γεγονός microlensing. Σύμφωνα με την Takada, αν οι κύριες μαύρες τρύπες αντιπροσωπεύουν ένα μεγάλο μέρος της σκοτεινής ύλης, τότε θα πρέπει να έχουν δει περίπου 1000 σήματα microlensing.

"Η μικροσκοπία είναι το χρυσό πρότυποτεχνολογία για την αναζήτηση μαύρων οπών ", λέει ο φυσικός Simeon Bird του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας, ο οποίος μελετά τις μαύρες τρύπες, αλλά δεν συμμετείχε στην τελευταία μελέτη.

"Το έργο των ιαπωνικών επιστημόνων μας επιτρέπει να αποκλείσουμε τις κύριες μαύρες τρύπες ως την κύρια πηγή της σκοτεινής ύλης".

Αυτό σημαίνει ότι η θεωρία του Hawking ήτανεντελώς αντικρουόμενα; Οι Takada και Byrd δεν σπεύδουν να καταλήξουν σε τελικά συμπεράσματα. Σύμφωνα με αυτά, τα αποτελέσματα που αποκτήθηκαν δεν αποκλείουν εντελώς την ύπαρξη πρωτογενών μαύρων οπών, αφού λόγω της μικρής τους μάζας οι αναλαμπές των σημάτων τους θα ήταν πολύ σύντομες για να τις πιάσουν. Σύμφωνα με τους ερευνητές, είναι απαραίτητο να αναπτυχθούν νέα εργαλεία που θα τους επιτρέπουν να εντοπίζονται.

Ταυτόχρονα, οι επιστήμονες σημειώνουν ότι η ανακάλυψη ακόμη και ενός τέτοιου σήματος μπορεί να είναι κρίσιμη για την επόμενη έρευνα, η οποία θα είναι μια επαναστατική δοκιμή ορισμένων θεωριών του Hawking.

"Μία μόνο παρατήρηση δεν μπορείγια να μας πείσει κάτι. Είναι απαραίτητο να διεξαχθεί επιπλέον. Εάν αυτό το σήμα ήταν πράγματι το σήμα της κύριας μαύρης τρύπας, πρέπει να συνεχίσουμε την αναζήτηση για τους συγγενείς της ", καταλήγει ο Takada.

Εγγραφείτε στο κανάλι ειδήσεων στο Yandek.Den. Υπάρχουν δημοσιευμένα καθημερινά υλικά που δεν εμπίπτουν στον κύριο ιστότοπο.