Sciencemag.cz
Doporučujeme
A jak to souvisí s temnou hmotou? Tu zase mohou tvořit ultralehké, přitom však opravdu obří „částice“, alespoň podle studie fyziků z Brookhaven National Laboratory.
Rané černé díry představují problém. Z pozorování vyplývá, že superhmotné černé díry vznikaly již velmi záhy, jenže současně to podle našich modelů vypadá, že na to prostě nemohlo být dost času – a to až už jde o gravitační zhroucení a pohlcování okolní hmoty nebo o extrémnější události, jako jsou srážky více černých děr nebo celých galaxií. (PH: primární černé díry zřejmě nejsou vyhořelé a zhroucené hvězdy, to by se nestihlo už vůbec.)
Teoretičtí fyzikové Hooman Davoudiasl, Peter Denton, a Julia Gehrlein nyní navrhují řešit tuto záhadu pomocí temné hmoty. Ta má být ultralehká, s částicemi o 28 řádů lehčích než proton. Tyto částicemi jsou ale současně obrovské, s rozměry třeba až ve světelných letech. (PH: Ono to zase není nutně absurdní, aby něco bylo současně obrovské a lehké/malé a těžké. Třeba fotony o krátké vlnové délce, ty „malé“, mají současně vyšší frekvenci a tedy i vyšší energii a vyšší hmotnost, byť nikoliv klidovou.)
Podporu pro tvrzení, že částice temné hmoty mohou být ultralehké, mají dávat některá data získaná studiem trpasličích galaxií. Vypadá to, že rozložení temné hmoty (samozřejmě předpokládáme, že nějaká existuje) v těchto galaxiích není ostré směrem ke středu, jak by se dalo očekávat. Pokud jsou „rozměry rozložení“ temné hmoty ve všech galaxiích srovnatelné, pak by to mohlo naznačovat, že temná hmota má charakteristickou velikost. (PH: I když říkat tomu pak částice? Možná spíš objekt? Současně asi musí jít o „špagety“, aby se zase ultralehkých částic mohlo poskládat dostatek vedle sebe.)
A je-li temná hmota ultralehká, pak by to mohl být klíč k vysvětlení vzniku prvotních superhmotných černých děr. Tyto částice mohou vytvářet černé díry už při teplotě 15 milionů K (cca teplota jádra Slunce), na kterou vesmír vychladl již několik dní po velkém třesku. Ke gravitačnímu zhroucení částic temné hmoty by pak stačilo, aby poklesl tlak. Příslušné gravitační zhroucení by mělo vyvolat gravitační vlny s charakteristickým vzorem. Studie předpovídá frekvenční rozsah příslušného signálu, což umožňuje celou teorii testovat. Nadějné by v tomto ohledu měly být příští generace technologií pro detekci gravitačních vln, především typu pulsar timing array. („Pulsar pohupující se na gravitační vlně by měl charakteristickým způsobem měnit periodu svých kmitů a signál přicházející z pulzaru bude díky gravitační vlně mezi ním a námi posunut o několik desetin nanosekundy.“ Podrobnosti o technologii viz Aldebaran.)
(PH: Je to extrémní, když se částice v rozměrech světelných let zhroutí do černé díry; z druhé strany, on větší než černá díra může vlastně být ale i dostatečně „vychladlý“ foton…)
Zdroj: Shavn Dicenza: Supermassive Black Holes Could Have Formed Directly in the Early Universe, UniverseToday.com a další
Poznámka PH: Text na UniverseToday ve mně původně nebudil plnou důvěru, nicméně z Brookhaven National Laboratory je linkován bez nějakého dalšího komentáře…
K „odborné“ perle v článku, kterou je tvrzení „fotony o velké vlnové délce, ty „dlouhé“, mají současně vyšší frekvenci a tedy i vyšší energii a vyšší hmotnost, byť nikoliv klidovou“:
Nemělo to vyjít zítra (1.4.)?
ano, kratke/dlouhe tam bylo zameneno, pardon, opraveno…