Fysik, University of California Los Angeles har föreslagit en ny teori för hur du skulle kunna utgöra den första svarta hål i Universum och vilken roll de kan spela i produktionen av tunga grundämnen såsom guld, platina och uran.
Arbetet har publicerats i tidskriften Physical Review Letters.
Astrofysiker har länge förbryllad över frågan, när blev den första svarta hål i Universum – efter mindre än en sekund efter Big Bang, eller miljontals år senare, när han dog den första stjärnan.
Alexander Kusenko, Professor i fysik vid University of California, Los Angeles, och Eric Cotner, doktorand vid University, har utvecklat en ganska enkel teori, av vilket det följer att svarta hål skulle kunna ha bildats strax efter Big Bang, långt innan den Glans av den första star. Astronomer tidigare spekulerat i att dessa så kallade primära svarta hål kan förklara samtliga eller en del av den mystiska mörka materia och att de kunde även utsäde bildandet av supermassiva svarta hål som finns i centrum av galaxer. En ny teori tyder på att den primära svarta hål skulle kunna hjälpa till i skapandet av många av de tyngre grundämnen som finns i naturen.
Forskarna började med hänsyn till den homogena fält energi som genomtränger Universum omedelbart efter Big Bang. Forskarna räknar med att ett sådant fält fanns i det avlägsna förflutna. Efter att universum expanderade snabbt, detta energifält har komkovatost. Gravity orsakat dessa klumpar för att möta och förena. Forskare från Los Angeles föreslog att en liten andel av dessa växande klumpar var tät nog att bli svart hål.
Deras hypotes är ganska generell, säger Kusenko, och inte förlita sig på, som han uttryckte det, “osannolikt sammanträffande” som ligger till grund för andra teorier som förklarar primära svart hål.
Av arbetet framgår det att dessa primära svarta hål kan hittas med hjälp av astronomiska observationer. En metod innebär att mäta små förändringar i ljusstyrkan hos stjärnor, som är resultatet av gravitationella effekter av den primära svart hål mellan Jorden och denna stjärna. Tidigare i år i Amerikanska och Japanska astronomer har publicerat en artikel om öppnandet av en stjärna i en närliggande galax, som glimmade ljusare och mörkare, som om det vore en primordiala svarta hål.
I en separat studie, Kosenko, Vladimir Takhistov och George fuller föreslog att den första svarta hål kan spela en viktig roll i bildandet av tunga grundämnen såsom guld, silver, platina och uran. Ursprunget till dessa tunga grundämnen har länge varit ett mysterium för forskarna.
“Forskarna vet att dessa tunga grundämnen finns, men är inte säker på var de formiruetsya, säger Kusenko. “Obekväma”.
Forskning vid University of California visar att en primordiala svarta hål med jämna mellanrum står inför en neutron star – en snabbt snurrande kvarleva av en stjärna liten storlek efter att den supernova-explosion – och suger den till sig själv.
När detta händer, säger Kusenko, den primära ett svart hål absorberar en neutron star inne för ca 10 000 år. Så snart neutronstjärna krymper, det börjar att rotera snabbare och snabbare, tills, slutligen, små fragment av det separat och inte flyga iväg. Dessa fragment är rika på neutroner i materialet och kan vara källor i vilka neutroner bildas mer och mer tunga delar, säger Kusenko.
Men sannolikheten att neutronstjärna kommer att ta ett svart hål, ganska låg, säger Kusenko, som överensstämmer med observationer av vissa galaxer, berikad med tunga grundämnen. Den teori som den primära svarta hål kolliderar med neutronstjärnor att skapa tunga grundämnen, som också förklarar den observerade bristen på neutronstjärnor eller svarta hål i centrum av vintergatan, den långvariga mysterium i astrofysik.
Denna vinter, Kusenko och hans kollegor att samarbeta med forskare på Princeton-Universitetet på datorsimulering av tunga grundämnen som skapades i samverkan mellan svarta hål och neutronstjärnor. Att jämföra resultaten av denna simulering med observationer av tunga grundämnen i närliggande galaxer, hoppas forskare att avgöra om den primära svart hål är ansvarig för uppkomsten av guld, platina och uran på Jorden.
Fysiker har föreslagit en ny teori om svarta hål från det tidiga Universum
Ilya Hel