Doi fizicieni cred că ar trebui să verificăm pentru a vedea dacă există o gaură neagră antică, de grapefruit, care se ascunde în sistemul nostru solar. Și acel obiect minuscul și greu ar putea, de fapt, să ia locul unei planete teoretice pe care unii cercetători cred că ar putea să o tâmple asupra altor obiecte din sistemul nostru solar, așa-numita planetă 9.
Asta înseamnă că există o gaură neagră care se ascunde în colțul nostru de spațiu? Nu, au spus cercetătorii.
Dar au reunit un argument pentru existența sa, pe care cred că este suficient de convingător pentru a merita să fie examinat.
Iată cum merge:
Departe în zona exterioară a sistemului solar, trecut unde Neptun, planeta noastră cea mai îndepărtată cunoscută, orbitează, există o mână de obiecte mici care se comportă ciudat. Aceste „obiecte trans-nuptuniene” (TNO) se grupează în moduri neobișnuite și tind să se învârtă în jurul axelor care îndreaptă spre o mare latură a cerului, departe de planetele mai mari cunoscute. De asemenea, critic, TNO-urile orbitează într-un plan diferit de cele opt planete cunoscute. Asta sugerează că altceva îi trage cu gravitatea.
Unii astronomi s-au uitat la acel tipar ciudat, au efectuat niște calcule și au ajuns la concluzia că trebuie să existe o altă planetă acolo, una care este de 10 până la 20 de ori mai mare decât Pământul și urmând o orbită câștigătoare care o poartă de multe sute de ori distanța Pământului față de soare. Este o teorie bizară, de obicei numită „Planeta 9”, dar una pe care astronomii o iau în serios. Vânătoarea Planetei 9 a continuat ani de zile, astronomii folosind lumina vizuală și telescoape infraroșii pentru a scana părțile exterioare ale sistemului solar.
„Lucrul pe care ne-am dat seama este că gravitatea este important”, a spus Jakub Scholtz, fizician la Universitatea Durham din Anglia și unul dintre cei doi astronomi din spatele ideii. "Nu trebuie să fie o planetă. Explicația cea mai banală sau poate cea mai sănătoasă este că este o planetă. Dar, în calitate de fizicieni teoretici, știm că cosmologia universului timpuriu poate introduce foarte ușor o serie de noi teoretice foarte interesante. corpuri - dintre care unul ... este găuri negre primordiale. "
Gurile negre primordiale sunt diferite
De obicei, când vorbim despre găuri negre, ne referim la obiecte enorme formate atunci când stelele uriașe se prăbușesc în ele însele, prinzându-le masele în singularități infinit de dense, înconjurate de „orizonturi de eveniment” gigant din care nu poate scăpa nici o lumină. Însă unii cosmologi cred că în primele momente ale universului, când totul era fierbinte și dens și se îndepărta de Big Bang-ul și încă nu s-au format stele, găurile negre erau deja apărute.
Aceste fantome primordiale ale creației universului s-ar fi format atunci când bucățile din materia timpurie au fost zdrobite atât de strâns încât s-au condensat în singularități.
"Acea parte a universului este atât de densă, încât devine doar o gaură neagră", a spus Scholtz pentru Live Science.
Aceste găuri negre ar fi mai mici decât găurile negre stelate formate din stele masive care se prăbușesc, a declarat James Unwin, fizician la Universitatea din Chicago și coautor al lucrării. Și conform unor modele, ar fi doar o mână de ori mai grele decât Pământul.
O gaură neagră din acea masă nu ar părea mai mult ca nimic, a spus Unwin. Orizontul său de eveniment ar fi minuscul - cam de mărimea unui grapefruit dacă este de cinci ori mai mare decât Pământul și dimensiunea unei bile de bowling la 10 ori masa Pământului. Dar gravitația este gravitația. Dacă un PBH și-ar găsi drumul în sistemul nostru solar, acea gaură neagră ar orbita soarele așa cum ar face-o o planetă și s-ar trage pe planete pitice și asteroizi la fel cum ar fi planeta 9 teoretică. Nu ar exista nicio modalitate de a spune efectele gravitației unei planete de la o gaură neagră primordială a aceleiași mase.
Aceleași modele care produc găuri negre primordiale, a spus Unwin, oferă, de asemenea, cea mai bună explicație despre modul în care mecanismul Higgs (gândit să împingă masă pe toate particulele) și alte fizici de bază au apărut în univers. Așadar, există motive întemeiate să ne gândim că aceste lucruri există, indiferent dacă s-au terminat sau nu în sistemul nostru solar sau în orice alt sistem stelar. Dar nimeni nu a găsit vreodată unul.
Găuri negre lumină de îndoire
Cu toate acestea, există câteva dovezi recente care sugerează că ar putea exista cu adevărat, a spus Unwin.
"Cred că acest lucru este destul de necunoscut - în comunitate", a spus Unwin, "și încercăm cu adevărat să-l aducem la cunoștință."
În Polonia există un experiment numit Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE). Scanează cerul pentru a găsi dovezi ale „microlensării” gravitaționale, în spații în care o planetă sau o gravitate a unui alt obiect a îndoit calea unei raze de lumină, determinând-o să lovească Pământul. În cazurile stelelor studiate de OGLE, această încovoiere a luminii arată doar ca steaua strălucește momentan.
Dar OGLE a raportat ceva ciudat, au spus ei. De șase ori, a observat evenimente de microlensificare foarte scurte, mai puțin de 0,3 zile, ceea ce sugerează obiecte care se mișcă foarte rapid între 0,5 mase de Pământ și 20 de mase de Pământ care zăresc stele trecute. Nu este așa cum arată planetele către OGLE, a spus Unwin și există motive întemeiate pentru a suspecta că cele șase obiecte ar putea fi găuri negre primordiale. (O altă posibilitate sunt „planetele plutitoare gratuite” care se mișcă foarte rapid în afara sistemelor stelare, dar modelele planetare actuale nu ar prevedea că multe astfel de planete fac zoom în jurul universului.)
Dacă acele șase obiecte erau mici, vechi găuri negre, a spus Scholtz, atunci înseamnă că astfel de găuri negre nu sunt atât de rare în univers. Nu te-ai aștepta să apară în fiecare sistem de stele, a spus el. Și majoritatea ar pluti liber prin spațiu. Dar nu ar fi grozav de șocant dacă sistemul nostru ar avea noroc și ar alege unul, a spus el.
Teoria găurilor negre a Planetei 9 explică apoi două mistere: anomalia obiectului trans-Neptunian și anomalia OGLE.
"Aceste două lucruri se îndreaptă către aceeași gamă de masă", a spus Unwin. "Acesta este lucrul care ne-a entuziasmat."
"Acesta este lucrul cheie", a adăugat Scholtz. "Planeta dispărută este undeva între cinci și 20 de mase de Pământ, iar probele OGLE indică undeva între 0,5 și 20 de mase de Pământ. Deci aceasta este o coincidență."
Dacă anomalia TNO se dovedește a fi o gaură neagră, a spus Unwin, aceasta este o afacere uriașă. Ar dovedi existența unor găuri negre primordiale și ar înfățișa o gamă de masă pentru ei, care ar explica când exact în istoria universului pe care l-au format - ceea ce ar explica atunci cum au apărut multe alte bucăți de fizică.
Asta înseamnă că fie un cercetător este convins că există o gaură neagră în sistemul nostru solar sau chiar crede că există probabil unul acolo? Nu, au spus amândoi. Este posibil ca anomalia TNO să nu indice într-adevăr un singur obiect greu sau ca anomalia OGLE să fie o manșetă sau rezultatul unor echipamente defecte.
Există chiar planeta 9?
Unii astronomi se îndoiesc că există ceva acolo.
„Nu știu suficient despre PBH-urile pentru a ști cât de mult ar trebui să pună plauzibilitatea de a avea unul în sistemul solar îndepărtat”, a spus Nathan Kaib, astronom în cadrul Universității din Oklahoma, care nu a fost implicat în activitatea lui Unwin și Scholtz . „Cu toate acestea, voi spune că sunt oarecum sceptic față de necesitatea Planetei 9.”
Anomalia orbitală TNO (obiect trans-Neptunian) pare a fi reală, a spus el, dar această idee a planetei care se ascunde dincolo de TNO nu o explică atât de bine. Și, după cum a scris într-o lucrare publicată pe 2 iulie în The Astronomical Journal, te-ai aștepta ca Planeta 9 să creeze alte anomalii care nu au apărut în date.
„Acest lucru mă lasă oarecum sceptic față de existența planetei și, dacă se presupune că PBH ar produce aceleași… efecte ca și planeta, cred că aș fi la fel de sceptică față de aceasta, dar aceasta este destul de independentă de ideea de PBH în sine ", a spus Kaib.
Dar unii astronomi cred că mai există o planetă acolo. Și aceste dovezi sunt destul de puternice, iar vânătoarea unei planete a durat destul de mult, a spus Unwin, că cel puțin merită să explorați dacă un obiect asemănător unei planete care nu este o planetă provoacă efectul.
Un mod de a verifica, au sugerat într-o hârtie care nu a fost încă revizuită de la egal, publicată online pe serverul de preimprimare arXiv, este să caute semne de „anihilare a materiei întunecate”. Teoriile PBH sugerează că ar fi înconjurate de halouri dense de materie întunecată care ar putea supraviețui parțial intacte chiar și după miliarde de ani de rătăcire în univers. Iar unele teorii ale materiei întunecate sugerează că uneori particulele sale „anihilează” și se transformă în fotoni cu raze gamma. Putem detecta potențialii fotoni pe Pământ.
(O astfel de detectare ar rezolva în mod concludent un al treilea mister de fizică gigant, pentru cei care urmează: dacă materia întunecată se poate transforma în particule pe care le recunoaștem din universul luminos.)
Este posibil ca telescoapele noastre să fi luat deja fotonii cu raze gamma, au scris cercetătorii. Așadar, următorul lor pas este să analizezi datele din Telescopul spațial cu raze Gamma, care scanează petele largi de cer pentru particule, pentru a vedea dacă pot găsi indicii ale unuia.
Scholtz spune că posibilitățile sunt nesfârșite. Am putea chiar să trimitem o misiune acolo, a spus el.
"Aceasta este o oportunitate de a juca cu o adevărată gaură neagră", a spus el. "Cât de interesant este asta?"
Totuși, nimeni nu pariază încă.
