آیا سیاهچاله‌ها بلافاصله پس از انفجار بزرگ شکل گرفتند؟

تاریخچه جهان با سیاهچاله‌های اولیه. اعتبار: آژانس فضایی اروپا

سیاهچاله‌های کلان جرم چگونه تشکیل شدند؟ ماده تاریک چیست؟ در یک مدل جایگزین برای چگونگی پیدایش جهان، در مقایسه با تاریخ «کتاب درسی» جهان، تیمی از اخترشناسان پیشنهاد می‌کنند که هر دوی این اسرار کیهانی را می‌توان با به اصطلاح «سیاهچاله‌های اولیه» توضیح داد.

نیکو کاپلوتی (دانشگاه میامی)، گونتر هاسینگر (مدیر علمی ESA) و پریاموادا ناتاراجان (دانشگاه ییل)، پیشنهاد می‌کنند که سیاه‌چاله‌ها از ابتدای پیدایش جهان وجود داشته‌اند و این سیاه‌چاله‌های ابتدایی می‌توانند خود سیاهچاله‌هایی باشند که هنوز قابل توضیح نیستند.

گونتر هاسینگر توضیح می‌دهد: “سیاهچاله‌های با اندازه‌های مختلف هنوز یک راز هستند. ما نمی‌دانیم سیاهچاله‌های کلان جرم چگونه می‌توانستند در مدت زمان نسبتاً کوتاهی که از زمان وجود جهان وجود داشته است، اینقدر بزرگ شده باشند.”

در انتهای دیگر مقیاس، ممکن است سیاهچاله های بسیار کوچکی نیز وجود داشته باشد. اگر وجود داشته باشند، آنقدر کوچک هستند که از ستارگان در حال مرگ به وجود آمده باشند.

نیکو کاپلوتی می‌گوید: «مطالعه ما نشان می‌دهد که بدون معرفی ذرات جدید یا فیزیک جدید، می‌توانیم اسرار کیهان‌شناسی مدرن را از ماهیت خود ماده تاریک تا منشأ سیاه‌چاله‌های فوق‌جرم حل کنیم.»

اگر بیشتر سیاهچاله‌ها بلافاصله پس از انفجار بزرگ شکل می‌گرفتند، می‌توانستند در کیهان اولیه شروع به ادغام کنند و در طول زمان سیاهچاله‌های پرجرم‌تری را تشکیل دهند. رصدخانه فضایی امواج گرانشی آینده ESA، LISA، ممکن است سیگنال‌های این ادغامها را در صورت وجود سیاهچاله‌های اولیه دریافت کند. سیاهچاله‌های کوچک ممکن است به سادگی سیاهچاله‌های اولیه‌ای باشند که هنوز با سیاهچاله‌های بزرگتر ادغام نشده‌اند.

برداشت هنری از تلسکوپ فضایی جیمز وب. اعتبار: ESA/ATG medialab

بر اساس این مدل، جهان پر از سیاهچاله خواهد بود. ستاره‌ها در اطراف این توده‌های «ماده تاریک» شروع به تشکیل منظومه‌های خورشیدی و کهکشان‌ها در طی بیلیونها سال خواهند کرد. اگر اولین ستارگان واقعاً در اطراف سیاه‌چاله‌های اولیه شکل می‌گرفتند، زودتر از آنچه مدل «استاندارد» انتظار می‌رفت در جهان وجود داشتند.

پریاموادا ناتاراجان می‌گوید: «سیاه‌چاله‌های اولیه، اگر وجود داشته باشند، می‌توانند دانه‌هایی باشند که همه سیاه‌چاله‌ها، از جمله سیاه‌چاله‌ای که در مرکز کهکشان راه شیری قرار دارد، از آن تشکیل می‌شوند.

ماموریت اقلیدس ESA، که جهان تاریک را با جزئیات بیشتر از همیشه بررسی می‌کند، می‌تواند نقشی در تلاش برای شناسایی سیاهچاله‌های اولیه به عنوان کاندیدای ماده تاریک ایفا کند.

تلسکوپ فضایی جیمز وب NASA/ESA/CSA، یک ماشین زمان کیهانی که بیش از 13 بیلیون سال به گذشته نگاه می کند، این راز را بیشتر روشن خواهد کرد.

گونتر می‌افزاید: «اگر اولین ستارگان و کهکشان‌ها قبلاً در به اصطلاح «عصر تاریک» شکل گرفته اند، وب باید بتواند شواهدی از آنها را ببیند.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Did black holes form immediately after the Big Bang?

by European Space Agency DECEMBER 17, 2021

https://phys.org/news/2021-12-black-holes-immediately-big.html