Една от най-известните теории на Стивън Хокинг за тъмната материя - че тази загадъчна и невидима субстанция е съставена от първични черни дупки - наскоро претърпя огромен удар. Това заключение идва от масивен телескоп, който засне изображение на цяла галактика в един кадър.
Констатациите не изключват напълно известната представа на Стивън Хокинг. Но те предполагат, че изначалните черни дупки трябва да бъдат наистина мънички, за да обяснят тъмната материя.
Тайната на тъмната материя
Тъмната материя е името, дадено от физиците, за да обяснят едно особено мистериозно явление: Всичко във Вселената се движи, орбитира и се върти, сякаш има повече маса, отколкото можем да открием. Обясненията за тъмната материя варират от призрачни частици, наречени неутрино до неизвестни частици, до нови закони на физиката. През 70-те години Стивън Хокинг и неговите колеги теоретизират, че Големият взрив може да е създал голям брой сравнително малки черни дупки - всяка с размерите на протона. Тези малки, древни черни дупки биха били трудни за забелязване, но все пак биха оказали голямо гравитационно дърпане върху други обекти - двете известни свойства на тъмната материя.
Черните дупки обаче не излъчват никаква светлина, свръхмасивни черни дупки, като тази в сърцето на галактика Messier 87, са оградени от ярки дискове с гореща материя. Първичните черни дупки обаче са милиарди пъти по-малки и нямат видима, светеща материя около тях. Вместо това търсенето на малки черни дупки означава търсене на места, където техните мощни гравитационни полета огъват светлина - явление, наречено микросензиране.
Телескопите намират черни дупки с микролентинг, като правят много различни снимки на звезда във времето. Черна дупка, минаваща пред тази звезда, ще изкриви светлината й, правейки я мигаща; колкото по-малка е черната дупка, толкова по-бърза е светкавицата. "Ако един микроелектиращ обект има, да речем една слънчева маса", каза Такада пред Live Science, като се позовава на масата на слънцето, "времевата скала е като няколко месеца или година." Но изначалните черни дупки, които търсеха, имаха само малка част от тази маса, приблизително от масата на Луната. Това означава, че техните проблясъци ще бъдат много по-кратки. HSC е "уникален", каза Такада, тъй като им позволява да правят снимки на всички звезди в галактиката Андромеда наведнъж, в зашеметяващо бързи (за астрономите) интервали на излагане - всеки интервал е бил само 2 минути.
Такада и неговият екип направиха около 200 снимки на галактиката Андромеда за 7 часа в ясна нощ. Те откриха само едно потенциално събитие за микросензиране. Ако първичните черни дупки съставляват значителна част от тъмната материя, каза Такада, те трябваше да видят приблизително 1000 сигнала за микросенсиране.
„Микролензингът е златният стандарт за откриване на черни дупки или тяхното изключване“, казва Симеон Бърд, физик на черната дупка в Калифорнийския университет в Ривърсайд, който не участва в работата. "Тази работа изключва изначалните черни дупки като тъмна материя в редица маси, при които предишните ограничения не бяха толкова силни, нито толкова здрави, колкото тази нова. Това е много хубав резултат."
Това ли беше последният пирон в ковчега? Дали теорията на Хокинг наистина е мъртва? Според Bird и Takada не е така, че първоначалните черни дупки на определен диапазон от масиви все още не са напълно премахнати като кандидати.
"Все още има някои маси, при които ограниченията са слаби, около 20-30 слънчеви маси", каза Бърд пред Live Science. "Те все още биха могли да бъдат от 1% до 10% от тъмната материя ... и все още има прозорец с по-ниски маси, като масата на много малък астероид."
"Нашите физици са много развълнувани, защото все още има прозорец", каза Такада. Данните не могат да изключат тези малки мънички черни дупки, тъй като проблясъците от тези черни дупки биха били твърде кратки, „така че трябва да измислим друг метод, за да го направим“.
Имаше обаче една „светкавица“, засечена при проучването им. Макар да беше един-единствен, предварителен резултат, той можеше да се окаже невероятно важен: първото откриване на изначална черна дупка, което би било новаторска валидация на част от работата на Хокинг.
"Само едно наблюдение не е толкова убедително", каза Такада. "Нуждаем се от повече наблюдения, за да потвърдим. Ако наистина беше, трябва да продължим да откриваме същото", тъй като те продължават да използват HSC за търсене на повече микроезикове.
