Un studiu recent realizat de cercetătorii de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts ar putea aduce lumină asupra uneia dintre cele mai mari enigme ale universului: materia întunecată.
Aceste cercetări sugerează că găurile negre primordiale, formate în prima quintilionime de secundă a Big Bang-ului, ar putea fi cheia înțelegerii acestei substanțe, potrivit edition.cnn.com.
De peste 50 de ani, oamenii de știință încearcă să înțeleagă de ce există o discrepanță uriașă între materia vizibilă și comportamentul universului. Toate stelele, planetele și praful cosmic pe care le putem observa nu explică de ce universul se comportă așa cum o face. Conform NASA, pentru ca observațiile să aibă sens, ar trebui să existe de cinci ori mai multă materie nevăzută, cunoscută sub numele de materie întunecată.
În anii 1970, astronomii Vera Rubin și W. Kent Ford au confirmat existența materiei întunecate analizând stelele de la marginea galaxiilor spirale. Aceste stele se mișcau prea rapid pentru a fi ținute împreună doar de gravitația materiei vizibile. Singura explicație posibilă era prezența unei cantități mari de materie invizibilă.
Ipoteza conform căreia găurile negre ar putea ascunde materia întunecată a fost inițial propusă de Stephen Hawking. Acum, studiul echipei MIT, publicat în Physical Review Letters, oferă noi perspective asupra acestei teorii.
Studiul dezvăluie că găurile negre primordiale s-ar fi format absorbind quarcii și gluonii liberi în timpul Big Bang-ului, făcându-le diferite de găurile negre observate în mod obișnuit, care se formează prin colapsul stelelor. Aceste găuri negre primordiale ar fi extrem de mici, dar dacă un număr suficient dintre ele au supraviețuit, ar putea constitui materia întunecată.
Mai mult, cercetătorii sugerează că în timpul formării găurilor negre primordiale s-ar fi putut forma și găuri negre și mai mici, care ar fi dobândit o proprietate exotică numită „sarcină de culoare”, specifică quarcilor și gluonilor. Deși aceste găuri negre minuscule ar fi dispărut de mult timp, ele ar fi putut lăsa semnături observabile care ar putea fi detectate cu instrumentele viitoare.
„A fost într-adevăr o surpriză minunată în acest sens”, a declarat David Kaiser, profesor de fizică și coautor al studiului. „Ne-am folosit de calculele celebre ale lui Stephen Hawking despre găurile negre, în special de rezultatul său important despre radiația pe care o emit găurile negre. Aceste găuri negre exotice apar din încercarea de a aborda problema materiei întunecate — ele sunt un produs secundar al explicării materiei întunecate.”
Implicații pentru viitoarele cercetări
Descoperirea undelor gravitaționale în 2015 a arătat că universul este plin de găuri negre. Aceasta, împreună cu noile descoperiri despre găurile negre primordiale, deschide noi direcții pentru cercetarea materiei întunecate.
„De fapt, universul este plin de găuri negre”, a spus Elba Alonso-Monsalve, coautoare a studiului și studentă absolventă la MIT. „Dar particula de materie întunecată nu a fost găsită, chiar dacă oamenii au căutat în toate locurile unde se așteptau să o găsească. Asta nu înseamnă că materia întunecată nu este o particulă sau că sunt cu siguranță găuri negre. Ar putea fi o combinație a ambelor. Dar acum, găurile negre ca și candidați pentru materia întunecată sunt luate mult mai în serios.”
Studiul echipei MIT oferă o ipoteză testabilă pentru existența găurilor negre primordiale, iar viitoarele experimente ar putea confirma sau infirma această teorie. Descoperirile ar putea avea implicații semnificative pentru înțelegerea noastră asupra universului și a materiei întunecate.