Divi fiziķi domā, ka mums jāpārbauda, vai mūsu Saules sistēmā nav sena greipfrūta izmēra melna cauruma. Un tas mazais, smagais objekts faktiski varētu aizstāt teorētisko planētu, ko daži pētnieki domā, iespējams, velkot uz citiem mūsu Saules sistēmas objektiem, tā saukto Planētu 9.
Vai tas nozīmē, ka mūsu kosmosa stūrī tiešām slēpjas melnais caurums? Nē, sacīja pētnieki.
Bet viņi ir apkopojuši argumentu tā pastāvēšanai, kas, viņuprāt, ir pietiekami pārliecinoši, lai to būtu vērts izpētīt.
Lūk, kā tas notiek:
Tālu Saules sistēmas ārējo robežu tuvumā, kur riņķo mūsu visattālākā zināmā planēta Neptūns, ir nedaudz mazu priekšmetu, kas uzvedas savādi. Šie "trans-Nuptunian objekti" (TNO) sagrupējas neparastos veidos, un tiem ir tendence griezties ap aksiālēm, kas vērstas pret vienu plašu debesu vāli, prom no lielākajām zināmajām planētām. Arī kritiski TNO riņķo citā plaknē nekā astoņas zināmās planētas. Tas liek domāt, ka kaut kas cits viņus velk ar smagumu.
Daži astronomi ir apskatījuši šo dīvaino modeli, veikuši dažus aprēķinus un secinājuši, ka ārā ir jābūt citai planētai, kas ir 10 līdz 20 reizes lielāka par Zemes masu un seko brīnišķīgai orbītā, kas to nes simtiem reižu no Zemes attāluma no zemeslodes. saule. Tā ir savāda teorija, ko parasti sauc par “Planētu 9”, bet kuru astronomi uztver nopietni. Medības par Planētu 9 notiek gadiem ilgi, kad astronomi izmanto vizuālās gaismas un infrasarkanos teleskopus, lai skenētu Saules sistēmas attālākās daļas.
"Lieta, ko mēs sapratām, ir tā, ka svarīgums ir smagums," sacīja Jakubs Šoltcs, fiziķis no Durhemas universitātes Anglijā un viens no diviem idejas astronomiem. "Tai nav jābūt planētai. Vissvarīgākais vai varbūt vissaprātīgākais izskaidrojums ir tas, ka tā ir planēta. Bet kā teorētiski fiziķi mēs zinām, ka agrīnā Visuma kosmoloģija var ļoti viegli ieviest virkni ļoti interesantu jaunu teorētisko. ķermeņi - viens no tiem… ir pirmatnējie melnie caurumi. "
Pirmatnējie melnie caurumi ir atšķirīgi
Parasti, kad mēs runājam par melnajiem caurumiem, mēs domājam milzīgus objektus, kas veidojas, kad milzu zvaigznes sabrūk sevī, ieslodzot savas masas bezgalīgi blīvās īpatnībās, ko ieskauj milzu "notikumu horizonti", no kuriem neviena gaisma nevar izkļūt. Bet daži kosmologi uzskata, ka pirmajos Visuma brīžos, kad viss bija karsts un blīvs un steidzās prom no Lielā sprādziena, un vēl nebija izveidojušās zvaigznes, jau bija izveidojušies melnie caurumi.
Šie Visuma radīšanas pirmatnējie spoki būtu izveidojušies, kad šīs agrīnās matērijas gabali tika saspiesti kopā tik cieši, ka tie sabiezējās par raksturīgākajām īpašībām.
"Šī Visuma daļa ir tik blīva, tā vienkārši kļūst par melno caurumu," Scholtz stāstīja Live Science.
Šie melnie caurumi būtu mazāki par zvaigžņu melnajiem caurumiem, kas veidojas, sabrūkot masīvajām zvaigznēm, sacīja Džeimss Unvins, Čikāgas universitātes fiziķis un darba līdzautors. Un saskaņā ar dažiem modeļiem viņi būtu tikai nedaudz reizes smagāki nekā Zeme.
Šīs masas melnais caurums neko daudz neizskatās, sacīja Unvins. Tā notikumu horizonts būtu niecīgs - apmēram greipfrūta izmērs, ja tas ir piecas reizes lielāks par Zemes masu, un boulinga bumbiņas lielums, kas ir desmit reizes lielāks par Zemes masu. Bet smagums ir smagums. Ja PBH būtu nonācis mūsu Saules sistēmā, tas melnais caurums riņķotu pa sauli tāpat kā planēta, un tas vilktu uz punduru planētām un asteroīdiem tāpat kā teorētiskā 9. planēta. Nevarētu pateikt, kā planētas gravitācija ietekmē tādas pašas masas pirmatnējo melno caurumu.
Tie paši modeļi, kas rada pirmatnējos melnos caurumus, sacīja Unvīns, arī piedāvā vislabāko skaidrojumu tam, kā Visumā parādījās Higsa mehānisms (domājams, ka tas absorbē masu uz visām daļiņām) un citi pamata fizikas elementi. Tāpēc ir pietiekams iemesls domāt, ka šīs lietas pastāv, neatkarīgi no tā, vai kopš tā laika mūsu saules sistēmā vai kādā citā zvaigžņu sistēmā ir vai nav. Bet neviens to nekad nav atradis.
Melni caurumi, kas saliec gaismu
Tomēr ir daži neseni pierādījumi, kas liek domāt, ka tie varētu patiešām pastāvēt, sacīja Unvins.
"Es domāju, ka tas sabiedrībā ir diezgan nezināms," sacīja Unvins, "un mēs patiešām cenšamies tam pievērst plašu uzmanību."
Polijā ir eksperiments ar nosaukumu Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE). Tas skenē debesis, lai pārliecinātos par gravitācijas "mikrolēcienu", vietām kosmosā, kur planētas vai kāda cita objekta gravitācija ir saliekusi gaismas staru ceļu, liekot tai trāpīt uz Zemi. OGLE izpētīto zvaigžņu gadījumos šis gaismas saliekums vienkārši izskatās kā zvaigzne, kas īslaicīgi mirdz.
Bet viņi teica, ka OGLE ir ziņojis par kaut ko dīvainu. Sešas reizes tas ir pamanījis ļoti īsus, mazāk nekā 0,3 dienu ilgus mikrouzlidošanas notikumus, kas liecina par ļoti ātri pārvietojošiem objektiem no 0,5 Zemes masām līdz 20 Zemes masām, kas tuvina pēdējās zvaigznes. Unvīns sacīja, ka planētas neizskatās OGLE, un ir pamatots iemesls aizdomām, ka seši objekti varētu būt pirmatnējie melnie caurumi. (Vēl viena iespēja ir ļoti ātri pārvietojošās "brīvi peldošās planētas", kas pārvietojas ap zvaigžņu sistēmām, bet pašreizējie planētu modeļi neprognozē, ka daudzas šādas planētas tuvina Visumu.)
Ja šie seši objekti bija mazi, seni melnie caurumi, sacīja Scholtz, tad tas nozīmē, ka šādi melnie caurumi nav tik reti sastopami Visumā. Jūs nevarētu gaidīt, ka viņi parādīsies katrā zvaigžņu sistēmā, viņš teica. Un lielākā daļa brīvi peldēs pa kosmosu. Bet tas nebūtu šausmīgi šokējoši, ja mūsu sistēmai paveicās un to paņemtu, viņš teica.
Pēc tam Planētas 9 melnā cauruma teorija izskaidro divus noslēpumus: trans-Neptūnas objekta anomāliju un OGLE anomāliju.
"Šīs divas lietas norāda vienā masas diapazonā," sacīja Unvins. "Šī ir lieta, kas mūs diezgan satrauca."
"Tā ir galvenā lieta," piebilda Scholtz. "Trūkstošā planēta atrodas kaut kur no piecām līdz 20 Zemes masām, un OGLE pierādījumi norāda kaut kur no 0,5 līdz 20 Zemes masām. Tātad tā ir diezgan nejaušība."
Ja TNO anomālija patiesībā izrādās melnais caurums, Unvins sacīja, tas ir milzīgs darījums. Tas pierādītu pirmatnējo melno caurumu esamību un izsistu tiem masu diapazonu, kas izskaidrotu, kad tieši to izveidotā Visuma vēsturē - kas tad izskaidrotu, cik daudz citu fizikas jomu radās.
Vai tas nozīmē, ka kāds no pētniekiem ir pārliecināts, ka mūsu Saules sistēmā ir melnais caurums, vai pat domā, ka tur, iespējams, ir kāds? Nē, viņi abi teica. Iespējams, ka TNO anomālija nenorāda uz vienu smagu priekšmetu vai ka OGLE anomālija ir kļūda vai kļūdaina aprīkojuma rezultāts.
Vai Planet 9 pat pastāv?
Daži astronomi šaubās, vai tur vispār kaut kas ir.
"Es nezinu pietiekami daudz par PBH, lai zinātu, cik lielu krājumu ir iespējams ievietot tālā saules sistēmā," sacīja Natans Kaibs, Oklahomas universitātes astronoms, kurš nebija iesaistīts Unvina un Šolca darbā. . "Tomēr es teikšu, ka esmu nedaudz skeptiski noskaņots par Planētas 9 nepieciešamību."
Šķiet, ka TNO (trans-Neptūnas objekts) orbītas anomālija ir reāla, taču šī ideja par planētas slēpšanos ārpus TNO to tik labi neizskaidro. Un, kā viņš rakstīja rakstā, kas publicēts 2. jūlijā žurnālā The Astronomical Journal, jūs gaidījāt, ka Planet 9 radīs citas anomālijas, kuras nav parādītas datos.
"Tas mani atstāj nedaudz skeptiski par planētas eksistenci, un, ja domājams, ka PBH radīs tādus pašus efektus kā planēta, es domāju, ka es arī pret to izturēšos skeptiski, taču tas ir diezgan neatkarīgs no idejas par planētu. Paši PBH, "sacīja Kaibs.
Bet daži astronomi joprojām domā, ka tur ir planēta. Un šie pierādījumi ir pietiekami spēcīgi, un medības par planētu turpināsies pietiekami ilgi, Unvīns sacīja, ka vismaz ir vērts izpētīt, vai efektu rada kāds planētai līdzīgs objekts, kas nav planēta.
Viens no veidiem, kā pārbaudīt, viņi ieteica vēl nepieredzētā recenzētā rakstā, kas tiešsaistē ievietots pirmsdrukas servera arXiv, ir meklēt pazīmes par “tumšās vielas iznīcināšanu”. PBH teorijas liek domāt, ka viņus ieskauj blīvas tumšās vielas halos, kas daļēji neskarti varētu izdzīvot pat pēc miljardiem gadu ilga klejojuma uz Visumu. Un dažas tumšās matērijas teorijas liek domāt, ka dažreiz tās daļiņas "iznīcina" un pārvēršas gamma staru fotonos. Mēs varētu potenciāli atklāt šos fotonus uz Zemes.
(Šāda noteikšana viennozīmīgi atrisinātu trešo milzu fizikas noslēpumu tiem, kas seko: vai tumšā matērija var pārvērsties daļiņās, kuras mēs atpazīstam no gaismas Visuma.)
Iespējams, ka mūsu teleskopi jau ir uztvēruši šos gamma staru fotonus, rakstīja pētnieki. Viņu nākamais solis ir izpētīt datus no Fermi gamma-ray kosmiskā teleskopa, kas skenē daļiņas plašos debesu plankumos, lai redzētu, vai tās var atrast kaut kādus mājienus.
Pēc nejaušības gadījuma, izmantojot gamma staru medības, parādās mazs melns caurums, Scholtz sacīja, ka iespējas ir bezgalīgas. Mēs pat varētu nosūtīt misiju uz turieni, viņš teica.
"Šī ir potenciāli iespēja spēlēt ar īstu melno caurumu," viņš teica. "Cik tas ir aizraujoši?"
Tomēr pagaidām neviens par to nesola.
