O gaură neagră primară este un tip ipotetic de gaură neagră , care s-a format nu din cauza prăbușirii gravitaționale a unei stele mari, ci în materie superdensă în momentul expansiunii inițiale a Universului .
Conform modelului Big Bang , după așa-numita era Planck , presiunea și temperatura din univers erau superînalte [1] . În aceste condiții, fluctuațiile simple ale densității materiei erau suficient de mari pentru a da naștere la găuri negre. Deși majoritatea regiunilor cu densitate mare s-au îndepărtat unele de altele datorită expansiunii universului , găurile negre primordiale, fiind stabile, ar fi putut supraviețui până în prezent.
Cosmologii au sugerat că găurile negre primordiale cu mase cuprinse între 10 14 kg și 10 23 kg [2] pot constitui materie întunecată [3] [4] . Aceștia sunt cei mai grei candidați pentru rolul particulelor de materie întunecată [5] . Găurile negre cu aceste mase (gama tipică de masă a asteroizilor ) includ obiecte care sunt suficient de mici pentru a supraviețui până în prezent, dar suficient de mari pentru a explica efectul de lentilă gravitațională observat .
O modalitate posibilă de a detecta găurile negre primordiale este urmărirea radiației lor Hawking . Stephen Hawking a sugerat în 1974 că un număr mare de mici găuri negre primordiale ar putea exista în regiunea haloului galactic a galaxiei noastre . Conform ipotezei, toate găurile negre emit radiații Hawking într-o cantitate invers proporțională cu masa lor. Pe măsură ce această radiație își reduce masa, găurile negre cu mase foarte mici se vor „evapora”, producând în etapa finală o explozie echivalentă cu explozia unei bombe cu hidrogen de milioane de megatone [6] . Pe de altă parte, o gaură neagră stabilă cu o masă de aproximativ 3 mase solare nu își poate pierde masa în timpul existenței Universului (va dura aproximativ 10 69 de ani pentru aceasta). Dar, din moment ce găurile negre primordiale nu se formează prin prăbușirea stelelor, ele pot fi de orice dimensiune, iar o gaură neagră cu o masă de aproximativ 10 11 kg va avea o viață aproximativ egală cu vârsta universului (aproximativ 13 miliarde). ani). Dacă astfel de găuri negre de masă mică au apărut în număr suficient în timpul Big Bang-ului, ar trebui să putem observa unele dintre ele astăzi. Telescopul spațial Fermi Gamma Ray , lansat pe un satelit NASA în iunie 2008, a fost proiectat special pentru a căuta găurile negre primordiale care se „evaporează”. Dar dacă radiația Hawking nu există cu adevărat, detectarea găurilor negre primordiale ar fi extrem de dificilă, dacă nu imposibilă, din cauza dimensiunilor și gravitației lor mici .
S-a sugerat [7] [8] că găurile negre microscopice cu o masă de ordinul unui nucleon și viteze enorme pot pătrunde liber Pământul fără consecințe dăunătoare pentru acesta, producând în același timp un semnal acustic perceptibil.
O altă modalitate de a detecta găurile negre primordiale este prin observarea suprafeței stelelor . Dacă o gaură neagră trece printr-o stea vizibilă, densitatea acesteia din urmă poate experimenta fluctuații observabile [9] [10] .
Evaporarea găurilor negre primordiale a fost propusă ca o posibilă explicație pentru exploziile de raze gamma . Alte probleme cosmologice care ar putea fi rezolvate cu găurile negre primordiale includ problema materiei întunecate , problema peretelui domeniului cosmologic [11] și problema monopolului cosmologic [12] . Deoarece găurile negre primordiale pot fi de orice dimensiune, problema lor este de asemenea relevantă atunci când se analizează apariția galaxiilor .
Chiar dacă studiul găurilor negre primordiale nu rezolvă problemele de mai sus, găurile negre identificate (din 2010, existența a doar două găuri negre de masă medie este confirmată ) vă permit să stabiliți limite ale spectrului de fluctuații de densitate la un stadiu incipient al existenței Universului.
Conform teoriei generale a relativității , cele mai mici găuri negre primordiale ar trebui să se fi „evaporat” până acum, dar dacă sunt situate în spațiul cu patru dimensiuni , unde, așa cum a prezis teoria corzilor , forța gravitației nu acționează la scară mică, aceasta va „încetini foarte semnificativ evaporarea” [13] . Acest lucru poate însemna că în prezent există câteva mii de găuri negre primordiale în galaxia noastră. Telescopul spațial Fermi Gamma Ray , lansat pe un satelit NASA în iunie 2008, este folosit pentru a testa această teorie . În cazul apariției unui anumit model de interferență al exploziilor de raze gamma, aceasta poate fi prima confirmare indirectă a existenței găurilor negre primordiale și a teoriei corzilor.
| Găuri negre | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Tipuri | |||||
| Dimensiuni | |||||
| Educaţie | |||||
| Proprietăți | |||||
| Modele |
| ||||
| teorii |
| ||||
| Soluții exacte în relativitatea generală |
| ||||
| subiecte asemănătoare |
| ||||
| Categorie:Gauri negre | |||||