Mini crne rupe isključene su kao kandidati za tamnu materiju u istrazi Voyager 1

Dugoročno objašnjenje prirode tamne materije možda je isključeno zapažanjima koja su napravila starenja sonda Voyager 1 - najudaljenija svemirska letjelica čovječanstva.

Sonda Voyager 1 - lansirana 1977. godine i trenutno se nalazi 21,7 milijardi km od Zemlje nakon napuštanja Sunčevog sustava prije šest godina - pomogla je teorijskim fizičarima da utvrde da je dugotrajna teorija identificiranja mini crnih rupa - preostalih od Velikog praska - kao tamna materija može biti netočna.

Alan Cummings, svemirski znanstvenik na Kalifornijskom tehnološkom institutu u Pasadeni koji je radio na Voyageru 1 od 1973. i koji nije bio uključen u analizu, bio je iznenađen upotrebom podataka iz sonde na ovaj način: „Nikad nisam mislio da ćemo“ biti u mogućnosti doprinijeti proučavanju tamne materije na bilo koji način. "

Umjetnikov dojam Voyagera 1 (NASA)

Sve dok se mislilo da postoji tamna materija, neki astronomi su vjerovali da se ona može sastojati od crnih rupa. Teorija je pomalo nepovoljna jer tamna tvar nadmašuje redovitu materiju u Svemiru u omjeru 17: 3 što znači da ne bi bilo dovoljno zvijezda koje se urušavaju da bi stvorile potrebnu količinu crnih rupa.

To znači da veza mora biti ograničena na crne rupe nastale u ranom Svemiru urušavanjem gustih nakupina čestica prije nego što su zvijezde uopće nastale. To također znači da te crne rupe moraju biti izuzetno male i u malim grozdovima ili bi njihovi efekti bili vidljivi sa Zemlje u obliku gravitacijskog sočiva (kada područje intenzivne gravitacije izvije područje prostora-vremena u mjeri u kojoj je svjetlost savijena dok putuje pokraj njega).

Bernard Carr, kozmolog s londonskog sveučilišta Queen Mary, koji na toj ideji radi već 40 godina, kaže Scienceu da ta razmatranja postavljaju ograničenja na moguće mase za iskonske crne rupe. Tri mogućnosti koje bi bile dopuštene su; mase između jednog i 10 puta veće od sunca; oko milijardu dana sunca; ili ispod otprilike četverogodišnjaka od sunca - 10 milijardi tona. Te najmanje crne rupe bile bi široke samo kao atomska jezgra.

Umjetnikov dojam mini crne rupe

Ako su prisutne ove mini crne rupe, one bi trebale zračiti tzv. "Hawkingove zračenje" s većom brzinom od veće crne rupe. Oni bi također trebali proizvoditi elektrone i pozitrone zbog kvantnih mehaničkih učinaka. Iako to zračenje i nabijene čestice možda nisu vidljivi iznutra Sunčevog sustava zbog Sunčevog magnetskog polja, heliosfera bi trebala biti vidljiva izvan Sunčevog sustava.

Znači, iz svog položaja izvan heliosfere, Voyager 1 trebao bi biti na prvom mjestu kako bi uočio ovo zračenje. To je argument Mathieua Boudauda i Marca Cirellija, teoretičara sa Sveučilišta Sorbonne u Parizu, u radu objavljenom u Physical Review Letters.

Trenutačna lokacija Voyagera 1 izvan Sunčevog sustava omogućuje mu traženje mini crnih rupa (https://theskylive.com/voyager1-tracker pristupljeno 01.10.19.)

Otkako je napustio Sunčev sustav, Voyager 1 otkrio je male količine elektrona i pozitrona koji su se mogli stvoriti kvantnim mehaničkim učincima na rubu horizonata događaja crnih rupa. Ali čak i ako su sve te čestice nastale iz mini crnih rupa, nije dovoljno opravdati količinu mini crnih rupa potrebnih da bi se činilo 85% materije u Mliječnom putu. Zapravo, Boudard i Cirelli izračunavaju da bi to zapravo činilo samo oko 1% mračne materije Mliječnog puta.

Manjak detekcije ne isključuje veće iskonske crne rupe kao kandidate za tamnu materiju, jer one ne bi proizvele gotovo isto toliko Hawkingovog zračenja ili nabijenih čestica i stoga ih Voyager 1 ne može prepoznati.

Kao prvo, Carr nije previše uznemiren konstatacijom: "Ovaj prozor male mase nikad mi nije bio najdraži, osobno me ne muči ako ograničenja to sada isključuju."

Izvorno istraživanje: https://arxiv.org/abs/1807.03075