Dvaja fyzici si myslia, že by sme mali skontrolovať, či v našej slnečnej sústave skrýva starú čiernu dieru veľkosti grapefruitu. A tento malý, ťažký predmet by v skutočnosti mohol nahradiť teoretickú planétu, o ktorej si niektorí vedci myslia, že by mohla ťahať iné objekty v našej slnečnej sústave, takzvanú planétu 9.
Znamená to, že v našom kútiku vesmíru sa skutočne skrýva čierna diera? Vedci povedali, že nie.
Zhromaždili však argument o svojej existencii, o ktorom si myslia, že je nútený natoľko, aby sa oplatil nazerať.
Takto to vyzerá:
Ďaleko vo vonkajšom dosahu slnečnej sústavy, okolo Neptúna, našej najvzdialenejšej známej planéty alebo obežnej dráhy, je niekoľko malých objektov, ktoré sa správajú čudne. Tieto „trans-nuptunské objekty“ (TNO) sa zhlukujú neobvyklým spôsobom a majú tendenciu točiť sa okolo osí, ktoré smerujú k jednému širokému pruhu oblohy, ďaleko od väčších známych planét. Kriticky tiež obiehajú TNO v inej rovine ako osem známych planét. To naznačuje, že na nich ťahá niečo iné svojou gravitáciou.
Niektorí astronómovia sa pozreli na tento podivný vzorec, vykonali niektoré výpočty a dospeli k záveru, že musí existovať ďalšia planéta, jedna, ktorá je 10 až 20-krát väčšia ako hmotnosť Zeme, a nasledujúca vlnitá obežná dráha, ktorá ju nesie mnohokrát stovky krát od Zeme slnko. Je to bizarná teória, zvyčajne nazývaná „planéta 9“, ale astronómovia ju berú vážne. Lov na planéte 9 pokračuje už roky a astronómovia používajú na skenovanie najvzdialenejších častí slnečnej sústavy vizuálne svetlo a infračervené teleskopy.
„Uvedomili sme si, že gravitácia je dôležitá,“ povedal Jakub Scholtz, fyzik na Durhamskej univerzite v Anglicku a jeden z dvoch astronómov, ktorí za tým stoja. „To nemusí byť planéta. Najbežnejšie alebo možno najsmyslnejšie vysvetlenie je to, že je to planéta. Ale ako teoretickí fyzici vieme, že kozmológia v ranom vesmíre môže veľmi ľahko predstaviť celý rad veľmi zaujímavých nových teoretických telá - z ktorých jedno ... sú praveké čierne diery. “
Pravé čierne diery sú rôzne
Zvyčajne, keď hovoríme o čiernych dierach, máme na mysli obrovské objekty, ktoré sa vytvorili, keď sa obrovské hviezdy zhroutili do seba a uviazli ich masy v nekonečne hustých singularitách, obklopených obrovskými „horizontmi udalostí“, z ktorých nemôže uniknúť žiadne svetlo. Niektorí kozmológovia sa však domnievajú, že v prvých chvíľach vesmíru, keď bolo všetko horúce a husté a prúdilo preč od Veľkého tresku a zatiaľ sa nevytvorili žiadne hviezdy, už sa objavili čierne diery.
Títo prvotní duchovia vesmírneho stvorenia by sa vytvorili, keby sa kúsky tej skorej hmoty rozdrvili tak pevne, že sa zhlukovali do jedinečnosti.
„Táto časť vesmíru je tak hustá, len sa stáva čiernou dierou,“ povedal Scholtz pre Live Science.
Tieto čierne diery by boli menšie ako hviezdne čierne diery vytvorené z padajúcich masívnych hviezd, uviedol James Unwin, fyzik z Chicagskej univerzity a spoluautor článku. A podľa niektorých modelov by boli iba hrsť krát ťažšie ako Zem.
Čierna diera tejto hmoty by nevyzerala skoro ako nič, povedal Unwin. Jeho horizont udalostí by bol malý - o veľkosti grapefruitu, ak je päťnásobkom hmotnosti Zeme, a veľkosti bowlingovej gule pri 10-násobku hmotnosti Zeme. Ale gravitácia je gravitácia. Keby si PBH našla cestu do našej slnečnej sústavy, čierna diera by obiehala okolo Slnka ako planéta a ťahala by trpasličích planét a asteroidov rovnako ako teoretická planéta 9. Neexistoval by žiadny spôsob, ako rozprávať účinky gravitácie planéty z pôsobenia pravekej čiernej diery rovnakej hmotnosti.
Rovnaké modely, ktoré produkujú praveké čierne diery, Unwin povedal, tiež ponúkajú najlepšie vysvetlenie toho, ako sa Higgsov mechanizmus (myšlienka nasávať hmotu na všetky častice) a ďalšie základné fyziky objavili vo vesmíre. Existuje teda dobrý dôvod myslieť si, že tieto veci existujú, či už nejaké skončili v našej slnečnej sústave alebo v akejkoľvek inej hviezdnej sústave. Ale nikto nikdy nikoho nenašiel.
Čierne diery ohýbajúce svetlo
Existuje však niekoľko nedávnych dôkazov, ktoré by naznačovali, že by mohli skutočne existovať.
„Myslím si, že je to v komunite dosť neznáme,“ povedal Unwin, „a skutočne sa o to snažíme upozorniť.“
V Poľsku je experiment s názvom Optický gravitačný experiment objektívu (OGLE). Skenuje oblohu, aby zistila gravitačné „mikročočky“, miesta vo vesmíre, kde gravitácia planéty alebo nejakého iného objektu ohýbala cestu lúča svetla a spôsobila, že zasiahla Zem. V prípade hviezd študovaných OGLE toto ohýbanie svetla vyzerá ako hviezda, ktorá sa na chvíľu rozjasní.
OGLE však uviedli niečo zvláštne, povedali. Šesťkrát zaznamenal veľmi krátke mikročočky, ktoré boli kratšie ako 0,3 dňa, čo naznačuje veľmi rýchlo sa pohybujúce objekty medzi 0,5 hmotnosťou Zeme a 20 hmotnosťou Zipsy, ktoré zapínajú okolo hviezd. Unwin povedal, že takto planéty nepozerajú na OGLE, a je tu dobrý dôvod sa domnievať, že šiestimi objektmi môžu byť prvotné čierne diery. (Ďalšou možnosťou sú veľmi rýchlo sa pohybujúce „voľne plávajúce planéty“, ktoré sa pohybujú okolo vonkajších hviezdnych systémov, ale súčasné planétové modely by nepredpovedali, že by sa mnoho takýchto planét priblížilo okolo vesmíru.)
Ak týchto šesť objektov boli malé, staré čierne diery, povedal Scholtz, to znamená, že také čierne diery nie sú vo vesmíre tak zriedkavé. Neočakával by si, že sa objavia v každej hviezdnej sústave, povedal. A väčšina by voľne plávala vesmírom. Ale nebolo by strašne šokujúce, keby náš systém mal šťastie a jeden si vyzdvihol, povedal.
Teória Planet 9 s čiernymi dierami potom vysvetľuje dve záhady: transneptunovskú anomáliu objektu a anomáliu OGLE.
„Tieto dve veci poukazujú na rovnaký rozsah hmotností,“ povedal Unwin. „To je to, čo nás dosť vzrušilo.“
„To je kľúčová vec,“ dodal Scholtz. „Chýbajúca planéta je niekde medzi piatimi a dvadsiatimi pozemskými masami a dôkazy OGLE ukazujú niekde medzi 0,5 a 20 zemskými masami. To je teda náhoda.“
Ak sa anomálie TNO skutočne ukážu ako čierna diera, Unwin povedal, že je to obrovská vec. Dokázalo by to existenciu pravekých čiernych dier a zničilo by pre nich masové rozpätie, ktoré by vysvetľovalo, kedy presne v histórii vesmíru sa vytvorili - čo by potom vysvetlilo, ako vzniklo mnoho ďalších kúskov fyziky.
Znamená to, že je buď vedec presvedčený, že v našej slnečnej sústave je čierna diera, alebo si dokonca myslí, že je tam asi jedna? Nie, obaja povedali. Je možné, že anomálie TNO v skutočnosti neukazujú na jeden ťažký predmet alebo že anomália OGLE je motolica alebo výsledok chybného vybavenia.
Existuje dokonca Planet 9?
Niektorí astronómovia pochybujú, že tam vôbec existuje niečo.
„Neviem dosť o PBH, aby som vedel, koľko zásob by bolo možné umiestniť do vzdialenej slnečnej sústavy,“ povedal Nathan Kaib, astronóm na University of Oklahoma, ktorý sa nezúčastnil na práci Unwina a Scholtza. , „Poviem však, že som trochu skeptický voči potrebe planéty 9.“
Ornálna anomália TNO (trans-neptunovský objekt) sa zdá byť skutočná, ale táto myšlienka úkrytu planéty mimo TNO to nevysvetľuje tak dobre. A ako napísal v dokumente uverejnenom 2. júla v Astronomickom časopise, očakávali by ste, že Planet 9 spôsobí ďalšie anomálie, ktoré sa v údajoch neobjavili.
„To ma trochu skeptizuje k existencii planéty, a ak má PBH vytvárať rovnaké ... účinky ako planéta, myslím, že by som bola rovnako skeptická, ale je to celkom nezávislé na myšlienke Samotní PBH, “povedal Kaib.
Ale niektorí astronómovia si stále myslia, že existuje planéta. A tento dôkaz je dostatočne silný a hon na planétu trvá dosť dlho, Unwin povedal, že stojí za to preskúmať, či nejaký planétový objekt, ktorý nie je planétou, spôsobuje tento efekt.
Jedným zo spôsobov, ako to skontrolovať, navrhli v ešte neuskutočnenom recenzovanom príspevku uverejnenom online na predtlačovom serveri arXiv, nájsť príznaky „zničenia temnej hmoty“. Teórie PBH naznačujú, že by boli obklopené hustými halom temnej hmoty, ktorá by mohla čiastočne prežiť aj po miliardách rokov putovania vesmírom. A niektoré teórie temnej hmoty naznačujú, že jej častice niekedy „ničia“ a menia sa na fotóny gama. Tieto fotóny sme mohli potenciálne zistiť na Zemi.
(Takáto detekcia by presvedčivo vyriešila tretie obrovské fyzikálne tajomstvo pre tých, ktorí sledujú: či sa temná hmota môže zmeniť na častice, ktoré poznáme zo svetelného vesmíru.)
Vedci napísali naše teleskopy už tie fotóny gama žiarenia. Ďalším krokom je prezeranie údajov z Fermiho gama-vesmírneho teleskopu, ktorý skenuje častice oblohy, aby zistil, či nájdu nejaké náznaky jedného.
Pri príležitosti šance, že lov gama lúčov neobjaví malú čiernu dieru, Scholtz povedal, že možnosti sú nekonečné. Mohli by sme tam dokonca poslať misiu, povedal.
„Toto je potenciálne príležitosť hrať sa so skutočnou čiernou dierou,“ povedal. "Aké je to vzrušujúce?"
Stále na to zatiaľ nikto nehádže.
