Sciencemag.cz
Doporučujeme
Primordiální černé díry jsou objekty, které měly vznikat krátce po velkém třesku. Podle některých kosmologických teorií za tehdejších extrémních podmínek stačilo, když se náhodně utvořily větší shluky hmoty a jejich osudem už pak byl gravitační kolaps do černé díry. Pro představu o příslušné škále – dosud se uvádělo, že primordiální černé díry mohou mít hmotnost řádově do 10 na 23 kg (jako Měsíc, o dva řády méně než Země) a rozměry do milimetru.
Podle jedné z teorií se právě v primordiálních černých dírách může skrývat temná hmota, nebo alespoň její část. Nutno ovšem říct, že primordiální černou díru dosud nikdo nezachytil, jde pouze o teorii. Přitom takto malé černé díry by již mohly produkovat např. Hawkingovo záření („vypařování“ černých děr: vznik páru částic na horizontu, z nichž jedna spadne do černé díry a druhá vyletí ven; čím menší/méně hmotná černá díra, tím vyzařuje víc). Ironicky by šlo potknout, že jednu věc, kterou nikdo nikdo přímo nepozoroval (temnou hmotu) vysvětlujeme pomocí něčeho podobně hypotetického. Nová studie nicméně údajně téměř vylučuje tuto možnost jako celek.
Fyzikové z University of California v Berkeley analyzovali záření 740 nejjasnějších vzdálených supernov (typ Ia). Přitom v žádném případě nezaznamenali efekt gravitační čočky, který by se dal přisoudit primordiální černé díře. Dalšími výpočty pak autoři studie došli k závěru, že podle jejich dat by v eventuálně existujících primordiálních černých dírách nemohlo být víc než 40 % chybějící vesmíru hmotnosti (Poznámka PH: proč zrovna 40 %, když nebyla zachycena existence žádné černé díry? Jako jakýsi horní limit na základě statisticky. Dále se uvádí, že paralelně byl použit ještě větší katalog supernov, opět nebylo nic zaznamenáno a bayesovská analýza pak horní hranici chybějící hmoty v primordiálních černých dírách ještě dále snížila na 23 %.) Temná hmota tedy zůstává dále naprostou záhadou. Pokud by navíc existovalo více typů temné hmoty různého původu (např. současně černé díry a dosud neznámé částice), vše by se ještě komplikovalo. Occamova břitva takovým složitým modelům určitě příliš nepřeje.
Aby to celé ovšem nebylo pro nás laiky tak jednoduché, článek uvádí, že primordiální černé díry by vznikaly během milisekund po velkém třesku, jejich hmotnost by byla v řádu stonásobku až tisícinásobku Slunce (úplně jinak, než se uvádí jinde, viz výše) a velikost ve stovkách kilometrů. Nicméně efekt gravitační čočky by měl být u záření supernov pozorován i v případě menších černých děr, asi do 1 % hmotnosti Slunce.
Zdroj: Phys.org a další
Miguel Zumalacárregui et al, Limits on Stellar-Mass Compact Objects as Dark Matter from Gravitational Lensing of Type Ia Supernovae, Physical Review Letters (2018). DOI: 10.1103/PhysRevLett.121.141101
Viz také: Teorie MOND temné hmotě konkuruje dál
