Et primært sort hul er en hypotetisk type sort hul , som blev dannet ikke på grund af gravitationssammenbrud af en stor stjerne, men i supertæt stof på tidspunktet for den første udvidelse af universet .
Ifølge Big Bang -modellen var trykket og temperaturen i universet efter den såkaldte Planck-æra superhøjt [1] . Under disse forhold var simple udsving i stoffets tæthed store nok til at give anledning til sorte huller. Selvom de fleste områder med høj tæthed har bevæget sig væk fra hinanden på grund af universets udvidelse , kunne primordiale sorte huller, som var stabile, have overlevet til nutiden.
Kosmologer har foreslået, at oprindelige sorte huller med masser fra 10 14 kg til 10 23 kg [2] kan udgøre mørkt stof [3] [4] . Disse er de tungeste kandidater til rollen som mørkt stof partikler [5] . Sorte huller med disse masser (det typiske asteroidemasseområde ) inkluderer objekter, der er små nok til at overleve til nutiden, men alligevel store nok til at tage højde for den observerede gravitationslinseeffekt .
En mulig måde at opdage primordiale sorte huller på er at spore deres Hawking-stråling . Stephen Hawking foreslog i 1974, at et stort antal små primordiale sorte huller kunne eksistere i den galaktiske halo -region i vores galakse . Ifølge hypotesen udsender alle sorte huller Hawking-stråling i en mængde omvendt proportional med deres masse. Da denne stråling reducerer deres masse, vil sorte huller med meget små masser hurtigt "fordampe", hvilket i sidste fase producerer en eksplosion svarende til en brintbombeeksplosion på millioner af megatons [6] . På den anden side kan et stabilt sort hul med en masse på omkring 3 solmasser ikke miste sin masse under universets eksistens (det vil tage omkring 10 69 år for dette). Men da de oprindelige sorte huller ikke dannes ved stjernernes kollaps, kan de være af enhver størrelse, og et sort hul med en masse på omkring 10 11 kg vil have en levetid, der er omtrent lig med universets alder (ca. 13 mia. flere år). Hvis sådanne lavmasse sorte huller opstod i tilstrækkeligt antal under Big Bang, burde vi være i stand til at observere nogle af dem i dag. Fermi Gamma Ray Space Telescope , der blev opsendt på en NASA -satellit i juni 2008, var specielt designet til at søge efter "fordampende" oprindelige sorte huller. Men hvis Hawking-stråling ikke rigtig eksisterer, ville det være ekstremt vanskeligt, hvis ikke umuligt, at opdage primordiale sorte huller på grund af deres lille størrelse og tyngdekraft .
Det er blevet foreslået [7] [8] at mikroskopiske sorte huller med en masse af størrelsesordenen en nukleon og enorme hastigheder frit kan trænge ind i Jorden uden skadelige konsekvenser for den, samtidig med at de producerer et mærkbart akustisk signal.
En anden måde at opdage primordiale sorte huller på er ved at observere stjernernes overflade . Hvis et sort hul passerer gennem en synlig stjerne, kan tætheden af sidstnævnte opleve observerbare udsving [9] [10] .
Fordampningen af primordiale sorte huller er blevet foreslået som en mulig forklaring på gammastråleudbrud . Andre kosmologiske problemer, der kunne løses med primordiale sorte huller, omfatter problemet med mørkt stof , det kosmologiske domænevægsproblem [11] og det kosmologiske monopolproblem [12] . Da primordiale sorte huller kan være af enhver størrelse, er spørgsmålet om dem også relevant, når man overvejer fremkomsten af galakser .
Selvom undersøgelsen af primordiale sorte huller ikke løser ovenstående problemer, giver de identificerede sorte huller (fra 2010, eksistensen af kun to sorte huller med gennemsnitlig masse bekræftet ) dig mulighed for at sætte grænser for spektret af tæthedsudsving ved en tidlige stadie af universets eksistens.
Ifølge den generelle relativitetsteori skulle de mindste primordiale sorte huller være "fordampet" nu, men hvis de er placeret i et firedimensionelt rum , hvor, som strengteori forudsagde , tyngdekraften ikke virker på små skalaer, dette vil "meget betydeligt bremse fordampningen" [13] . Det kan betyde, at der i øjeblikket er flere tusinde oprindelige sorte huller i vores galakse. Fermi Gamma Ray Space Telescope , der blev opsendt på en NASA -satellit i juni 2008, bruges til at teste denne teori . I tilfælde af forekomsten af et vist interferensmønster af gammastråleudbrud kan dette være den første indirekte bekræftelse af eksistensen af primordiale sorte huller og strengteori.
| Sorte huller | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Typer | |||||
| Dimensioner | |||||
| Uddannelse | |||||
| Ejendomme | |||||
| Modeller |
| ||||
| teorier |
| ||||
| Præcise løsninger i generel relativitetsteori |
| ||||
| relaterede emner |
| ||||
| Kategori:Sorte huller | |||||