Kas universum näiks välisele vaatlejale musta auguna? Vastus sellele aitaks selgitada ka tumeaine päritolu
(106)
Suurema osa universumi massist moodustab tumeaine, ent mis see täpsemalt on? Ehkki see ei kiirga välja tuvastatavat valguskiirgust, on teada, et see on olemas, kuna selle gravitatsioon mõjutab galaktikaparvi ja muid kosmoses leiduvaid eredaid objekte.
Nüüd on teadlased välja pakkunud hüpoteesi, et ürgsed mustad augud võivad olla tumeaine allikateks.
Taoline võimalus viitab sellise multiversumi olemasolule, milles meie universum on vaid üks paljudest. Ning kui on olemas midagi, mis jääb meie universumist „väljapoole“, võib kogu meie maailmakõiksus väljastpoolt vaatleja jaoks paista ürgse musta auguna.
„Me ei tea ikka veel, millest tumeaine koosneb, kuid loomulik on küsida, kas see võiks koosneda mustadest aukudest, mis võisid tekkida enne tähti ja galaktikaid,“ märkis California Los Angelese ülikooli astrofüüsik Alexander Kusenko.
Varasemad uuringud on juba pakkunud välja, et tumeaine-mõistatuse lahendus võib peituda ürgsetes mustades aukudes (ingl PBH; primordial black hole), seekordne uurimus visandab aga ürgsete mustade aukude tekkimise uudse stsenaariumi — võimalik, et meie universumi tillukesed kosmilised „võsud“ on ürgsete mustade aukude seemned ja võti multiversumi lahtimuukimiseks.
Teadlased usuvad, et ürgsed mustad augud tekkisid nn kosmilise inflatsiooni käigus pärast Suurt Pauku, kui meie universum kiiresti paisus. Arvatakse, et erinevalt „tavalistest“ mustadest aukudest, mis tekivad suurte tähtede suremise käigus, kujunesid ürgsed mustad augud aegruumi tihedamates piirkondades.
Seetõttu võivad need olla väga väikesed — ürgse musta augu mass võib olla samas suurusjärgus planeetide massidega, ent mõõtmete poolest mis tahes planeedist oluliselt väiksem.
Värske uurimus keskendub ürgsete mustade aukude tekkimise ühele võimalikule stsenaariumile: liba-vaakumimullidele (ingl false vacuum bubble) ehk aegruumi tillukestele piirkondadele, milles säilib ümbritseva kosmilise ruumiga võrreldes madalam energiatase.
Mullid võisid kokku varisedes tekitada ürgseid musti auke protsessi käigus, millega oleks võimalik selgitada kogu meie universumis leiduvat tumeainet.
Vaakumimullid, mis kasvasid liiga suureks, et mustadeks aukudeks tiheneda, võisid muutuda varajasest kosmosest välja kasvanud uuteks väikeuniversumiteks. Välise vaatleja jaoks näeksid sellised mullid välja nagu ürgsed mustad augud, seestpoolt vaadates paistaksid aga paisuva universumina — suuresti samasugusena nagu meie universum.
„Pole võimatu, et meiegi eksisteerime mõne sellise väikeuniversumi sees,“ rõhutas Kusenko, „ehkki nendes väikeuniversumites, mida me käsitlesime, puudus aine. Täiendavad füüsikalised tegurid võiksid need muuta seespoolse vaatleja vaatepunktist rohkem meie universumi sarnaseks.“
Kusenko töörühm loodab, et nende püstitatud hüpoteesi on võimalik kontrollida USA-s Hawaiil tegutseva teleskoobiga HSC (Subaru Hyper Suprime-Cam) või Tšiilis 2022. aastal kasutusse võetava teleskoobiga LSST (Rubin Observatory Legacy Survey of Space and Time).
HSC skannib iga mõne minuti tagant täies mõõdus meile lähimat galaktikat — Andromeda udukogu —, mis annab täpse ja pidevalt uueneva pildi galaktika dünaamikast.
Vaatluste üks eesmärke on tabada ringitriivivaid ürgseid musti auke, mis oma gravitatsiooniväljaga tähevalgust moonutavad ja eredamaks muudavad. Teleskoop on juba märganud üht potentsiaalset ürgset musta auku, mille mass paistab olevat umbes sama, mis Maa Kuul.
LSST abil võiks sarnasel moel vaadelda Linnutee keset, mis uurijate osutusel aitaks hõlpsal moel ürgsete mustade aukude tekke uut stsenaariumit kontrollida.
Suuremate ürgsete mustade aukude avastamine aitaks teadlastel teha järeldusi väiksemate kohta. Samuti on võimalik, et ürgsed mustad augud põrkavad kokku neutrontähtedega — teatud tüüpi ülitihedate surnud tähtedega —, mis tähendaks, et ürgset musta auku võib olla võimalik tuvastada hetkel, mil see hävitab neutrontähe.
