Fizičari istražuju mogućnost da male primordijalne crne rupe (PBH), koje su možda nastale neposredno nakon Velikog praska, mogu ponuditi odgovore na neke od najvećih misterija u kozmologiji. Vjeruje se da su te hipotetske crne rupe nastale iz vrlo gustih džepova subatomske materije, koji su se urušili pod djelovanjem gravitacijskih sila.
Danas se PBH-ovi smatraju potencijalnim kandidatima za tamnu materiju i izvorom primordijalnih gravitacijskih valova, ali nijedno od to dvoje do danas još nije definitivno uočeno. Novo istraživanje sada nudi novu metodu otkrivanja PBH-ova ispitivanjem planeta, asteroida i zvijezda u potrazi za znakovima njihove prisutnosti.
Gdje bi se PBH-ovi mogli skrivati?
Nedavna studija fizičara De-Chang Daija s Nacionalnog sveučilišta Dong Hwa u Tajvanu i Centra za obrazovanje i istraživanje kozmologije i astrofizike (CERCA) na Sveučilištu Case Western Reserve, zajedno s Dejanom Stojkovićem iz grupe za fiziku i kozmologiju visokih energija na američkom Državnom sveučilištu New York Buffalo, sugerira da bi se mali PBH-ovi mogli skrivati unutar objekata poput planeta, asteroida ili metalnih ploča. Njihovo istraživanje, koje trenutačno prolazi znanstvene provjere i koje je prihvaćeno za objavu u časopisu Physics of the Dark Universe, predlaže otkrivanje tih PBH-ova identificiranjem mikrokanala koje oni ostavljaju za sobom.
PBH-ovi fasciniraju znanstvenike od 1966. godine, kada su Igor D. Novikov i Yakov Zeldovich prvi predvidjeli njihovo postojanje. Stephen Hawking kasnije je unaprijedio proučavanje PBH-ova pokazujući 1974. godine da crne rupe mogu polako ispariti tijekom vremena. Dok bi većim crnim rupama trebalo više vremena da ispare od trenutačne starosti svemira (13,8 milijardi godina), manji PBH-ovi već bi mogli biti u tom procesu. To je posljednjih godina obnovilo interes za PBH-ove, posebno zbog njihova potencijala da odgovore na neka neriješena pitanja u kozmologiji.
De-Chang i Stojković sugeriraju da bi PBH-ovi mogli postojati unutar planeta i zvijezda, polako gutajući njihovu unutrašnjost. Ako asteroid, mjesec ili mali planet (planetoid) ima tekuću jezgru okruženu čvrstom korom, tada će mali PBH relativno brzo potrošiti gustu tekuću jezgru (u roku od nekoliko tjedana do mjeseci), objasnili su De-Chang i Stojković u emailu za Universe Today. Međutim, kora može ostati netaknuta, ostavljajući šuplju strukturu.
Moguće metode detekcije
De-Chang i Stojković također su izračunali gravitacijski stres koji stvaraju PBH-ovi i usporedili ga sa snagom planetarnih materijala poput silikatnih minerala, željeza, pa čak i proizvedenih materijala kao što su ugljikove nanocijevi. Otkrili smo, na primjer, da granit može poduprijeti šuplje strukture do radijusa 1/10 polumjera Zemlje, rekao je Stojković te ohrabrio istraživače da se usredotoče na istraživanje manjih kozmičkih tijela.
Njihovi rezultati također upućuju na moguću metodu detekcije pomoću velikih metalnih ploča. Ako mali PBH prođe kroz neki čvrsti materijal, ostavit će ravan dugačak tunel polumjera usporedivog s polumjerom samog PBH-a, istaknuo je Stojković. Dok PBH može proći kroz ljudsko tkivo neotkriven, njegova prisutnost može ostaviti mjerljive tragove u materijalima poput kamena ili metala.
Unatoč poteškoćama u otkrivanju PBH-ova Stojković je naglasio potencijalnu dobit. Očekivani protok tih PBH-ova je vrlo malen i možda nećemo pronaći ništa, ali moguća dobit od pronalaska PBH-ova bit će ogromna, pogotovo jer će takvi eksperimenti biti jeftini, rekao je.
De-Chang pak na kraju dodaje dvije moguće metode za pronalaženje PBH-a, od kojih prva uključuje potragu za jakim gama-zrakama u našoj galaksiji (jer se smatra da PBH-ovi možda zrače te zrake), a druga je se koristi gravitacijskim lećenjem.
