Temná hmota sa koncom roka pomaly, ale isto stáva ústrednou postavou mnohých výskumov. Nedávno sme ťa informovali o začiatku veľkého pátrania po tejto neviditeľnej hmote, ktorej objavenie sa považuje za svätý grál fyziky. Keďže temnú hmotu súčasnými technológiami nedokážeme detegovať, existuje mnoho kandidátskych častíc a teórií, čo temnú hmotu vlastne tvorí a ako vznikla. Jednou z teórií, ktorá koluje vo vedeckých kruhoch už dlhšiu dobu, je teória, podľa ktorej temná hmota vznikla z tzv. primordiálnych (prvotných) čiernych dier.

Čierne diery, ktoré vznikli skôr ako hviezdy

Práve vznikom primordiálnych čiernych dier sa zaoberá medzinárodná štúdia publikovaná v žurnále Physical Review Letter, podľa ktorej sú tieto čierne diery pozostatky z multivesmíru, o téme informoval portál IFLScience.

Ako píše web Phys, primordiálne čierne diery sú hypotetické objekty, ktoré vznikli v rannom vesmíre ešte skôr ako došlo k vzniku hviezd a galaxií. Podľa niektorých teórií sú práve primordiálne čierne diery zodpovedné za vznik všetkej, alebo takmer všetkej temnej hmoty vo vesmíre a tiež za vznik určitých gravitačných vĺn a supermasívnych čiernych dier nachádzajúcich sa v strede takmer každej galaxie. Okrem toho by mohli hrať určitú úlohu aj pri syntéze ťažkých prvkov.

Ilustračné zobrazenie detských vesmírov. Kavli IPMU

Multivesmír, detský vesmír

Podľa autorov uvedenej štúdie mohli primordiálne čierne diery vzniknúť z „detských vesmírov“ (baby universes) vytvorených počas kozmickej inflácie, teda obdobia rýchlej expanzie, ktorá je priamo zodpovedná za vznik štruktúr pozorovaných v súčasnosti, ako napríklad galaxie alebo superkopy galaxií.

Práve v tomto období, ktoré nastalo tesne po Veľkom tresku, malo dôjsť k oddeleniu detských vesmírov od nášho vesmíru. Malé detské vesmíry sa postupom času rozpadli, pričom ich rozpad bol sprevádzaný uvoľneným tak veľkého množstva energie, že došlo k vytvoreniu čiernych dier.

Väčšie detské vesmíry, ktoré sa rozrástli nad určitú kritickú hodnotu však čakal oveľa zaujímavejší osud. Podľa Einsteinovej teórie gravitácie je totiž možné, aby sa tieto veľké detské vesmíry správali odlišne vzhľadom na pozorovateľa. V prípade, že sa pozorovateľ nachádza vo vnútri detského vesmíru, vidí daný vesmír expandovať. V prípade, že sa nachádza mimo detského vesmíru, môže sa pozorovaný vesmír javiť ako čierna diera.

Či už sa však jedná o malé alebo veľké detské vesmíry, autori štúdie ich považujú za primordiálne čierne diery, ktoré za horizontom udalostí skrývajú základné štruktúry multivesmíru.

Schéma toho, ako HSC môže spozorovať primordiálnu čiernu dieru. KAVLI IPMU/HSC Collaboration

Ako sme už uviedli vyššie, primordiálne čierne diery sú však len hypotetické objekty, ktorých existencia je stále nepotvrdená. Vedci však vo svojej štúdii navrhujú aj postup ako tieto hypotetické vesmírne objekty z multivesmíru objaviť.

Hlavným vedeckým nástrojom pri ich objavovaní by podľa autorov mala byť obrovská kamera s názvom Hyper Suprime-Cam umiestnená na teleskope Subaru, ktorá dokáže každých pár minút zaznamenať celú galaxiu Andromeda. V prípade, že by sa jedna z týchto čiernych dier ocitla priamo pred niektorou z hviezd v Andromede,  gravitácia z čiernej diery by ohla na krátku dobu svetelné lúče a hviezda by sa zdala žiarivejšia ako kedykoľvek predtým.

Jeden kandidát na primordiálnu čiernu dieru s hmotnosťou nášho Mesiaca bol už dokonca detegovaný. Na definitívne potvrdenie je však potrebné vykonať ešte množstvo pozorovaní a meraní.