În 1971, Stephen Hawking a sugerat că o mini gaură neagră din universul timpuriu ar putea fi ascunsă în centrul soarelui.
Propunerea sa a fost extinsă în 1975 de Don Clayton și colaboratorii care au sugerat că puterea generată de pătrunderea materiei într-o astfel de gaură neagră ar putea explica deficitul observat în neutrini ai aromei electronilor de la Soare.
Acest deficit era cunoscut la acea vreme ca problema neutrinilor solari, formulată prin calculele mentorului meu timpuriu, John Bahcall. A avea o a doua sursă de energie în plus față de fuziunea nucleară ar fi redus în mod natural producția de neutrini solari prin reacții nucleare și ar fi explicat deficitul de neutrini.
Până acum, date cantitative mai bune de la Observatorul de neutrini din Sudbury din Canada, pentru care Premiul Nobel pentru Fizică a fost acordat lui Art McDonald în 2015, implică o soluție diferită la problema neutrinilor solari, în ceea ce privește transformarea aromelor de neutrini în interiorul Soarelui.
Cu toate acestea, ar putea Soarele să mai găzduiască în pântecul său o gaură neagră primordială care nu contribuie prea mult la luminozitatea sa?
La urma urmei, știm că 85% din materia din Univers este invizibilă. Găurile negre primordiale, cu o masă similară cu cea a asteroizilor, în intervalul de dimensiuni de 1-100 de kilometri, ar putea explica materia întunecată.
Dacă aceasta este natura materiei întunecate, este posibil ca unele stele să fi capturat gaura neagră primordială în burta lor? Dacă da, care ar fi soarta lor?
Este mai ușor să abordezi a doua întrebare. O gaură neagră capturată de o stea și-ar putea schimba evoluția și structura internă.
Interioarele stelelor pot fi diagnosticate prin oscilațiile lor, la fel ca utilizarea semnalelor seismice pentru a sonda structura interioară a Pământului. Evoluția neobișnuită și structura interioară a gazdelor stelare de mini găuri negre ar putea fi căutate în viitor.
Având în vedere viteza mare a materiei întunecate în Calea Lactee, probabilitatea ca Soarele să capteze o gaură neagră primordială este de una la zece milioane. Cu toate acestea, având în vedere sutele de miliarde de stele ale galaxiei Calea Lactee, ar putea exista încă zeci de mii de stele din Calea Lactee care au capturat o mini gaură neagră.
Datorită vitezei caracteristice mai mici a materiei întunecate din galaxiile pitice, majoritatea stelelor încorporate în galaxiile pitice ultra-slăbite, cum ar fi Tucana III și Triangulum II, ar fi putut captura o mini gaură neagră.
După ce își consumă combustibilul nuclear, nucleul stelelor asemănătoare Soarelui se contractă pentru a forma o pitică albă, o sferă metalică de aproximativ dimensiunea Pământului. Deoarece raza Pământului este de o sută de ori mai mică decât raza Soarelui, densitatea medie de masă a piticelor albe este de aproximativ un milion de ori mai mare decât cea a Soarelui.
Prin urmare, rata de acumulare a materiei pe un mini-negru încorporat ar crește de un milion de ori, potențial aprinderea piticii albe și declanșând o explozie de supernovă. Tranzitorii explozivi rari de un nou tip ar putea fi căutați în conducta de date a Observatorului Rubin, care va începe operațiunile anul viitor.
Efectul unei mini găuri negre ar fi și mai dramatic dacă este prinsă în miezul unei stele masive cu masa de peste 8 ori mai mare a Soarelui.
Un astfel de nucleu se prăbușește pentru a forma o stea neutronică după ce și-a consumat combustibilul nuclear. Densitatea stelei neutronice seamănă cu cea a unui nucleu atomic, de o sută de trilioane de ori mai mare decât densitatea medie a Soarelui.
În acest caz, acumularea rapidă a materiei ar putea transforma steaua neutronică într-o gaură neagră, așa cum am subliniat într-o lucrare din 2014 cu fostul meu post-doctorat, Paolo Pani, care este în prezent profesor în Italia.
În aceste circumstanțe, casa neagră primordială poate fi privită ca o sămânță care crește pentru a-și consuma steaua gazdă și a o transforma într-o gaură neagră cu masă stelară. Acest canal ar putea duce la găuri negre cu masa unei stele neutronice, un rezultat care nu este așteptat în evoluția astrofizică normală.
În prezent, observatorul LIGO-Virgo-KAGRA identifică obiectele compacte ca stele neutronice sau găuri negre după masa lor, identificate prin semnalul undelor gravitaționale.
Existența unui canal de stele neutronice către o gaură neagră ar provoca confuzie în această schemă de identificare și ar avea ca rezultat evenimente în care obiectele compacte de masă de stele neutrone sunt detectate în unde gravitaționale, dar nu eliberează radiații electromagnetice, din cauza absenței materiei.
După cum am subliniat într-o lucrare recentă, tocmai acceptată pentru publicare în The Astrophysical Journal Letters, creșterea mini-găurilor negre ale masei asteroizilor este suprimată de mecanica cuantică. Acest lucru se datorează faptului că dimensiunea orizontului lor de evenimente este mai mică decât dimensiunea atomilor.
Dacă găurile negre primordiale formează materia întunecată, atunci cea mai apropiată gaură neagră ar fi în interiorul sistemului solar.
A avea o gaură neagră aproape de casă deschide o oportunitate de a studia cuantica experimental. O gaură neagră cu un orizont de evenimente de mărimea unui proton ar radia spontan, conform lucrării lui Hawking din 1974, o putere de 1 gigawatt, mai ales în fotoni de raze gamma cu o energie de o sută de ori masa electronului în repaus.
Dacă asistăm vreodată la o gaură neagră cu masă de asteroizi în sistemul solar, aceasta poate fi folosită ca banc de testare pentru experimente cuantice-gravitaționale la scară subatomică.
Înțelegerea acesteia ne-ar ghida în dezvoltarea unei teorii predictive care unifică mecanica cuantică și gravitația. Având o astfel de teorie, la rândul său, ne-ar informa despre ceea ce ar fi putut duce la Big-Bang. Și știind asta ne-ar apropia de aprecierea rădăcinilor noastre cosmice.
Pentru mai multe articole interesante rămâi cu noi pe WorldNews24.net Și nu uitați, vă așteptăm și pagina noastră de Facebook !