Viena no Stefana Hjūkinga slavenākajām teorijām par tumšo vielu - ka šo noslēpumaino un neredzamo vielu veido pirmatnējie melnie caurumi - nesen cieta milzīgu triecienu. Šis secinājums nāk no masīva teleskopa, kas vienā kadrā uztvēra visas galaktikas attēlu.
Atklājumi pilnībā neizslēdz Stefana Hokinga slaveno priekšstatu. Bet viņi liek domāt, ka pirmatnējiem melnajiem caurumiem vajadzētu būt patiesi niecīgiem, lai izskaidrotu tumšo vielu.
Tumšās matērijas noslēpums
Tumšā matērija ir nosaukums, ko fiziķi devuši, lai izskaidrotu īpaši noslēpumainu parādību: Visumā viss pārvietojas, riņķo un rotē tā, it kā būtu vairāk masas, nekā mēs varam atklāt. Skaidrojumi tumšajai matērijai svārstās no spocīgām daļiņām, ko sauc par neitrīniem, līdz nezināmām daļiņām, līdz jauniem fizikas likumiem. 70. gados Stefans Hokings un viņa kolēģi teorēja, ka Lielais sprādziens, iespējams, ir izveidojis lielu skaitu salīdzinoši mazu melno caurumu - katrs apmēram protona lielumā. Šos sīkos, senos, melnos caurumus būtu grūti pamanīt, tomēr tie varētu izraisīt lielu gravitācijas spēku citiem objektiem - abām zināmajām tumšās vielas īpašībām.
Melnie caurumi neizstaro gaismu, lai gan supermasīvos melnos caurumus, piemēram, galaktikas Messier 87 centrā, apdarina spilgti karsto vielu diski. Sākotnējie melnie caurumi tomēr ir miljardiem reižu mazāki, un tiem nav redzamu, kvēlojošu vielu. Tā vietā mazu, melnu caurumu meklēšana nozīmē meklēt vietas, kur to jaudīgie gravitācijas lauki saliek gaismu - parādību, ko sauc par mikroliešanu.
Teleskopi atrod melnus caurumus mikrolēcienā, laika gaitā nofotografējot daudz dažādu zvaigznes attēlu. Melnais caurums, kas iet šīs zvaigznes priekšā, izkropļos tā gaismu, padarot to mirgojošu; jo mazāks melnais caurums, jo ātrāk notiek zibspuldze. "Ja mikroelementu objektam ir, teiksim viena saules masa," Takada pastāstīja Live Science, atsaucoties uz saules masu, "laika grafiks ir tāds kā daži mēneši vai gads." Bet pirmatnējiem melnajiem caurumiem, kurus viņi meklēja, bija tikai neliela šīs masas daļa, aptuveni mēness masa. Tas nozīmē, ka viņu zibspuldzes būtu daudz īsākas. HSC ir "unikāls", sacīja Takada, jo tas ļāva viņiem uzreiz nofotografēt visas Andromedas galaktikas zvaigznes ar elpu aizraujoši ātru (astronomu) ekspozīcijas intervālu - katrs intervāls bija tikai 2 minūtes garš.
Takada un viņa komanda skaidrā naktī 7 stundu laikā uzņēma aptuveni 200 attēlus no Andromedas galaktikas. Viņi atrada tikai vienu potenciālu mikroliešanas notikumu. Ja pirmatnējie melnie caurumi veidoja ievērojamu tumšās vielas daļu, sacīja Takada, tiem vajadzēja redzēt aptuveni 1000 mikroelementa signālus.
"Mikrolensings ir zelta standarts melno caurumu noteikšanai vai to izslēgšanai," sacīja Simeons Putds, Kalifornijas universitātes Riversaidas melnā cauruma fiziķis, kurš šajā darbā nebija iesaistīts. "Šis darbs izslēdz pirmatnējos melnos caurumus kā tumšo vielu masu diapazonā, kur iepriekšējie ierobežojumi nebija tik spēcīgi un ne tik spēcīgi kā šis jaunais. Tas ir ļoti jauks rezultāts."
Vai tas bija pēdējais nagu zārkā? Vai Hokinga teorija tiešām ir mirusi? Ne tā, kā uzskata Putns un Takada, kuri saka, ka noteikta masu klāsta pirmatnējie melnie caurumi joprojām nav pilnībā novērsti kā kandidāti.
"Joprojām ir dažas masas, kurās ierobežojumi ir vāji, ap 20-30 saules masām," Putns stāstīja Live Science. "Tie joprojām varētu būt no 1% līdz 10% tumšās vielas ... un joprojām ir logs ar zemākām masām, piemēram, ļoti maza asteroīda masa."
"Mūsu fiziķi ir ļoti satraukti, jo joprojām ir logs," sacīja Takada. Dati nevar izslēgt tos tīņainos sīkos melnos caurumus, jo zibspuldzes no šiem melnajiem caurumiem būtu pārāk īsas, "tāpēc mums ir jādomā par citu metodi, kā to izdarīt."
Viņu aptaujā tomēr tika atklāts viens “zibspuldze”. Lai arī tas bija vienīgs provizorisks rezultāts, tas varēja beigties ar neticami svarīgu nozīmi: pats pirmais pirmatnējā melnā cauruma atklāšana, kas būtu revolucionārs apstiprinājums dažiem Hokinga darbiem.
"Tikai viens novērojums nav tik pārliecinošs," sacīja Takada. "Mums ir vajadzīgi vairāk novērojumu, lai apstiprinātu. Ja tas tiešām bija, mums vajadzētu turpināt atrast to pašu", jo viņi turpina izmantot HSC, lai meklētu vairāk mikrouzņēmumu.
