Gökada kümesi Abell 3827'deki karanlık maddenin dağılımı, bu fotoğrafta Hubble Uzay Teleskobu tarafından mavi kontur çizgileri olarak görünüyor.
(Resim: © ESO / R. Massey)
Yeni bir araştırma, teorik olarak kara deliklerin tam karşıtları olan beyaz delikler, evrendeki maddenin çoğunu oluşturduğu düşünülen gizemli karanlık maddenin önemli bir bölümünü oluşturabilir. Araştırmacılar, bu tuhaf beyaz deliklerin bazılarının Big Bang'den önce bile gelebileceğini söyledi.
Kara delikler o kadar güçlü ki, evrendeki en hızlı şey olan ışık bile onlardan kaçamaz. Geri dönüşü olmayan bir kara deliğin çekirdeğini çevreleyen görünmez küresel sınır, olay ufku olarak bilinir. [Resimler: Evrenin Kara Delikleri]
Kara delik, Einstein'ın genel görelilik teorisinin bir öngörüsüdür. Bir diğeri, tersine bir kara delik gibi beyaz bir delik olarak bilinir: Kara deliğin olay ufkundan hiçbir şey kaçamazken, hiçbir şey beyaz bir deliğin olay ufkuna giremez.
Önceki araştırmalar, kara deliklerin ve beyaz deliklerin birbirine bağlı olduğunu ve maddenin ve enerjinin, kozmosun başka bir yerinde veya başka bir evrende tamamen beyaz bir delikten ortaya çıkan bir kara deliğe düştüğünü ileri sürdü. 2014 yılında, Fransa'daki Aix-Marseille Üniversitesi'nde teorik bir fizikçi olan Carlo Rovelli ve meslektaşları kara deliklerin ve beyaz deliklerin başka bir şekilde bağlanabileceğini önerdiler: Kara delikler öldüğünde beyaz delik haline gelebilirler.
1970'lerde teorik fizikçi Stephen Hawking, tüm kara deliklerin radyasyon yayarak kütleyi buharlaştırması gerektiğini hesapladı. Kazandıklarından daha fazla kütle kaybeden kara deliklerin küçülmesi ve nihayetinde yok olması beklenir.
Bununla birlikte, Rovelli ve meslektaşları, uzay ve zamanın kuantumu - yani kuant olarak bilinen bölünmez miktarlardan yapılmışsa, karadeliklerin küçülmesinin ortadan kalkamayacağını öne sürdüler. Uzay-zaman, yerçekiminin doğasını açıklayabilen genel göreliliği, bilinen tüm parçacıkların davranışını tanımlayabilen kuantum mekaniği ile evrenin tüm kuvvetlerini açıklayabilecek tek bir teoriye birleştirmeyi amaçlayan araştırmalarda kuantumdur. .
2014 çalışmasında, Rovelli ve ekibi, bir kara deliğin daha fazla küçülemeyeceği bir dereceye kadar buharlaştığında, uzay-zamanın daha küçük bir şeye sıkıştırılamayacağı, ölen kara deliğin beyaz oluşturmak için geri döneceğini önerdi delik.
Space.com'a konuşan Rovelli, "Buharlaşmanın sonunda bir kara deliğin beyaz bir delik haline geldiği gerçeğini tökezledik."
Günümüzde kara deliklerin, süpernova olarak bilinen dev patlamalarda büyük cesetlerin öldüğü düşünülmektedir ki bu da cesetlerini karadeliklerin kalbindeki tekillikler olarak bilinen sonsuz yoğun noktalara sıkıştırmaktadır. Rovelli ve meslektaşları daha önce, güneşin kütlesine eşit bir kara deliğin, evrenin şu anki yaşının beyaz bir deliğe dönüştürülmesinin yaklaşık dört katı olduğunu tahmin ediyorlardı. [Süpernova Fotoğrafları: Yıldız Patlamalarının Harika Görüntüleri]
Bununla birlikte, 1960'larda ve 1970'lerde yapılan önceki çalışmalar, sıcak, hızla genişleyen yeni doğan evrendeki rastgele yoğunluk dalgalanmaları nedeniyle Kara Deliklerin de Big Bang'den sonraki bir saniye içinde ortaya çıkabileceğini öne sürdü. Bu dalgalanmaların maddeyi bir araya topladığı alanlar kara delikler oluşturmak için çökebilirdi. Bu ilkel kara delikler, yıldız kütleli kara deliklerden çok daha küçük olurdu ve Rovelli ve meslektaşları, evrenin ömrü boyunca beyaz delikler oluşturmak için ölebilirdi.
Mikroskobik çaplara sahip beyaz delikler bile oldukça büyük olabilir, tıpkı bir kum tanesinden daha küçük kara delikler aydan daha ağır olabilir. Şimdi, Rovelli ve İspanya Bask Ülkesi Üniversitesi'nden ortak yazar Francesca Vidotto, bu mikroskobik beyaz deliklerin karanlık maddeyi oluşturabileceğini öne sürüyor.
Karanlık maddenin evrendeki tüm maddelerin beşte birini oluşturduğu düşünülse de, bilim adamları ne yapıldığını bilmiyorlar. Adından da anlaşılacağı gibi, karanlık madde görünmezdir; ışığı yaymaz, yansıtmaz ve hatta engellemez. Sonuç olarak, karanlık madde şu anda sadece yıldızlar ve galaksiler gibi normal madde üzerindeki yerçekimi etkileriyle izlenebilir. Karanlık maddenin doğası şu anda bilimdeki en büyük gizemlerden biridir.
Yıldızların güneşe yakın hareketinin önerdiği gibi, karanlık maddenin yerel yoğunluğu, yaklaşık 34.7 kübik ışık yılı olan kübik parsek başına güneş kütlesinin yaklaşık yüzde 1'i kadardır. Beyaz deliklerle bu yoğunluğu hesaba katmak için, bilim adamları, bir protondan çok daha küçük ve bir gramın milyonda biri kadar küçük bir beyaz deliğin, "insan saçının yarım inç" kütlesine eşit olduğunu hesapladılar. dedi - 2.400 kübik mil (10.000 kübik kilometre) başına ihtiyaç vardır.
Bu beyaz delikler herhangi bir radyasyon yaymaz ve ışık dalga boyundan çok daha küçük oldukları için görünmez olurlar. Bir proton bu beyaz deliklerden birini etkilemiş olsaydı, beyaz delik "sadece zıplayacaktı," dedi Rovelli. "Hiçbir şeyi yutamazlar." Bir kara delik bu beyaz deliklerden biriyle karşılaşacak olsaydı, sonucun daha büyük bir kara delik olacağını da ekledi. Sanki zamanın başlangıcından itibaren görünmez, mikroskobik beyaz delikler fikri yeterince vahşi değilmiş gibi, Rovelli ve Vidotto ayrıca bu evrendeki bazı beyaz deliklerin Büyük Patlama'dan önce gelebileceğini önerdiler. Gelecekteki araştırmalar, önceki bir evrenden gelen bu tür beyaz deliklerin, zamanın neden bu şimdiki evrende sadece ileriye doğru aktığını açıklamaya nasıl yardımcı olabileceğini araştıracak.
Rovelli ve Vidotto, Gravity Research Foundation'ın yerçekimi makaleleri için yıllık yarışmasına gönderilen makalesinde 11 Nisan çevrimiçi bulgularını detaylandırdı.
