1. SPIDER'S WEB
  2. Kosmos
  3. Nauka

Czarna dziura o rozmiarach pojedynczego atomu? Z tego może się składać ciemna materia

czarna dziura

Wyobraź sobie czarną dziurę o rozmiarach jednego atomu. Naukowiec z Uniwersytetu Murcii podejrzewa, że właśnie z takich obiektów składa się ciemna materia.

Choć badamy je od kilkudziesięciu lat, wciąż niewiele wiemy o czarnych dziurach. Dotychczas do mediów przebijały się dwa typy takich obiektów, różniące się przede wszystkim masą i rozmiarami. Teraz okazuje się, że w panteonie czarnych dziur może istnieć jeszcze jedna, niezwykle liczna kategoria.

Kiedy już mowa o czarnych dziurach, większość z nas ma na myśli obiekty o masie gwiazdowej powstające w eksplozjach masywnych gwiazd (o masie co najmniej 8 razy większej od masy Słońca) pod koniec ich życia oraz supermasywne czarne dziury o masie milionów, a nawet miliardów mas Słońca znajdujące się w centrach wszystkich większych galaktyk.

Zupełnie niedawno astronomowie dołączyli do kolekcji jeszcze brakujące ogniwo - czarne dziury o masie pośredniej, masywniejsze od czarnych dziur o masie gwiazdowej, a znacznie mniejsze od supermasywnych czarnych dziur. Można było zatem pomyśleć, że obraz mamy już pełny.

A gdyby tak pójść w kierunku jeszcze mniejszych czarnych dziur?

Tego typu ekstremalnie małe obiekty wyobraził sobie prof. Oscar de Barco Novillo z Uniwersytetu w Murcii. W najnowszym artykule opublikowanym w periodyku Monthly Notices of the Royal Astronomical Society przekonuje, że w przestrzeni kosmicznej może istnieć jeszcze jeden rodzaj czarnych dziur: mikroskopijne czarne dziury o średnicy rzędu 0,23 nm, albo inaczej: o rozmiarach zbliżonych do rozmiarów atomu potasu.

Dziury tego typu miałyby powstać tuż po Wielkim Wybuchu, 13,7 mld lat temu. Astronomowie podejrzewają, że w Wielkim Wybuchu mogło powstać wiele czarnych dziur o przeróżnych rozmiarach, od kilku nanometrów do nawet kilkuset kilometrów.

Tego typu obiektów teoretycznie teraz nie powinno już być we wszechświecie. Zgodnie z teorią zaproponowaną przez Stephena Hawkinga, każda czarna dziura „paruje”. A więc te najmniejsze już dawno temu powinny były wyparować, pozostawiając „przy życiu” do dnia dzisiejszego tylko te większe, o masie co najmniej Ziemi.

Czy w ogóle takie obiekty dałoby się odkryć?

Autor opracowania przekonuje, że tak. Gdyby taka mikroskopijna czarna dziura zbliżała się do supermasywnej czarnej dziury, początkowo parowałaby równomiernie we wszystkich kierunkach. Wraz ze zbliżaniem się jednak do większej koleżanki, coraz więcej promieniowania emitowanego przez małą czarną dziurę kierowałoby się od razu w stronę masywnej czarnej dziury. Stożek promieniowania emitowany w przeciwnym kierunku stopniowo stawałby się coraz węższy (coraz więcej promieniowania zmierzałoby do supermasywnej czarnej dziury), aż w końcu z mniejszej czarnej dziury uciekłaby ostatnia, bardzo wąska, skolimowana wiązka promieniowania.

Taka hipotetyczna wiązka skierowana w stronę Ziemi teoretycznie odbierana byłaby na Ziemi jako błysk promieniowania gamma (GRB), który można by było dostrzec za pomocą teleskopów na Ziemi.

Teraz najciekawsze: takie błyski promieniowania gamma astronomowie już wielokrotnie obserwowali. Według prof. Oscara del Barco - jeżeli obserwowane błyski pochodzą od mikroskopijnych czarnych dziur, to być może właśnie udało się odkryć… budowę ciemnej materii. Być może jest ona w rzeczywistości złożona z najmniejszych czarnych dziur we wszechświecie. Kwestia pozostaje otwarta, ale jest to jedna z najciekawszych propozycji na rozwiązanie zagadki, która frustruje naukowców od wielu dekad.