ブラックホールが爆発するのを見ようとしていますか？

で公開された新しい研究 「物理的なレビューレター」、 これらのタイプの現象は非常にまれであるため、最大で100、000年ごとに発生するという一般化された信念に反しています。しかし、「主要なブラックホール」とは正確には何ですか、そしてその最終的な発生がなぜそんなに重要なのでしょうか？答えは、138億年前の宇宙の最初の瞬間と、前世紀の物理的巨人の1つであるスティーブン・ホーキングの理論に戻ってきます。

一次ブラックホールの謎

ブラックホールを考えると、頭に浮かぶイメージは、燃料を使い果たすと、それ自体を崩壊させ、超新星として爆発し、時空のポイントを残して、軽いものではなく、光さえもその内部を逃れることができないというイメージのイメージです。そして、それらは実際には、私たちが最もよく知っている「恒星のブラックホール」であり、私たちが最も観察したものです。それから、太陽よりも大規模になり、ほとんどの銀河の中心に住んでいる、非常に覆われた「本物の超大型のブラックホール」もあります。

しかし、もっとあります。 1970年代に、スティーブンホーキングは他のタイプのブラックホールの存在を提案しましたが、誰もまだ見ていません。 「原始のブラックホール」 （PBH）。

彼らの恒星や銀河の親relativeとは異なり、PBHは星の死や巨人になるための複数のブラックホールの融合から生まれませんでしたが、ビッグバンから出てきたカオス自体から、宇宙を生み出した大きな爆発から生まれました。ホーキングの計算によれば、その最初の宇宙の瞬間に起こった密度の変動中、空間の一部の領域は非常に密になり、亜原子粒子からあらゆるサイズのブラックホールを崩壊させて形成した可能性があります。 惑星にスターまたはスーパーマッシブブラックホールの星。

これらのブラックホール、特に小さなものは数十億人に出現し、 どこにでも配布されます。今のところ誰もがそれを検出することはできませんでしたが。支配的な考えによると、粒子サイズを持っている人は 交差銀河、 星と惑星 ひるむことさえせずに、あなたが読んでいる限り、これらの線があなたの体をきれいに通過した可能性があります。悪いことは、PBHは、その膨大な密度にもかかわらず、私たちがこれまでに観察してきたブラックホールよりもはるかに軽いはずであり、長い間存在していたので、それらのほとんどはすでに蒸発していたはずです。

ブラックホールは永遠ではありません

ブラックホールが永遠に生きるという考えは、ホーキングによっても否定されました。彼の理論は、事実上、ブラックホールが考えられていたことに対して、その想定を想定していた、 彼らは質量を失います 彼の名誉で、英国の科学者の名前を持つ一種の放射線を通して非常にゆっくりと。そして、それは、これらの暗い物体のような「ホーキング放射」を通して、最大かつ最小の両方の暗いオブジェクトの両方を介して、ゆっくりとゆっくりと蒸発し、質量とエネルギーを亜原子粒子の形で失います。彼らが存在するのをやめるまで。

「より軽いブラックホール」と、新しい研究の共著者であるアンドレア・タームは説明します。 PBHが蒸発するにつれて、それらは軽くて軽くなり、したがって、より熱くなり、暴走プロセスでますます多くの放射線を放出し、爆発で終わります。私たちの望遠鏡が検出できるのは、ホーキング放射線です。このプロセスは、溶ける雪の流れと比較することができます。小さく、より速く消えます。

最終的な爆発の間、ブラックホールは完全に消えます。しかし、蒸発プロセスの極端な遅さにより、黒または超大規模なブラックホールが何十億年もの間、宇宙が持っている13,800を超えています。これは、私たちがいくつかを見るのに十分な生活をしないことを意味します。

それほど「主要なブラックホール」ではなく、より軽くて古く、多くの人がすでに消えているか、すぐに見るように、そうしようとしています。これらの爆発の1つの「署名」であるホーキング放射線を検出できた場合、これらのとらえどころのない、まだ理論的な原始オブジェクトの1つに直面していることがわかります。

狩りが始まります

「ホーキング放射線を観察する方法を知っています」と、研究の共著者であるジョアキム・イグアズ・フアンツ。現在の世代の望遠鏡でそれを見ることができます。そして、今日または近い将来に爆発する可能性のある唯一のブラックホールが原始であるため、ホーキング放射線が見えると、爆発でPBHが見られることがわかります»

しかし、これまで、そしてホーキングの理論にもかかわらず、これらの小さなブラックホールの1つの爆発を目撃する可能性は非常に遠いと考えられていました。最も楽観的な計算では、100、000年ごとに予見されていたため、このイベントは本物の「宇宙宝くじ」になり、勝つことはほとんど不可能でした。

そして、これがマサチューセッツ州アマースト大学チームの新しい研究が入る場所です。研究者によると、実際には、これらの爆発の1つをずっと早く検出する準備ができている必要があります。 「今後10年間でPBHの爆発を目撃する可能性は最大90％あると考えています」と、共著者のエイダン・シモンズは言います。

電気荷重「ダーク」

彼らの研究では、研究者は常に当然のことと考えられていた基本的な施設の1つに疑問を呈することにしました。長い間、実際には、星と原始の両方のブラックホールが電気的に中性であると想定されていました。しかし、主要なブラックホールがそうでない場合はどうなりますか？チームは、PBHがビッグバン中の編成中に少量の電荷を取得できた可能性を調査しました。しかし、誰ではありませんが、彼らが「暗い」電荷と呼んだもの。

彼らの仮説をテストするために、研究者は自然の力の相互作用をシミュレートする「おもちゃモデル」を作成しました。この場合、「Dark-Qed」は量子電気力学（QED）の「暗い」バージョンであり、電磁力を介して荷重粒子がどのように相互作用するかを説明する理論です。

「非常に難解に聞こえますが、この分野では非常に一般的です」と、記事の著者の別のマイケル・ベイカーは言います。彼らのモデルでは、科学者は、一次ブラックホールには「暗い電荷」だけでなく、相互作用するという考えを紹介しました 暗い光子を通して （可視光の光子に相当）、「暗い電子」に関連する電子の仮想的で非常に重いバージョンに関連付けられています。

結果は驚くべきものでした。暗い電荷は、非常に小さな電荷でさえ、一次ブラックホールを一時的に安定させる可能性があります。この追加の負荷は、ホーキング放射線の放出を抑制し、理論的にはすでに消えていたはずのブラックホールの寿命を延長します。言い換えれば、この電荷は一種の宇宙の「ハンドブレーキ」として機能し、これらの主要な穴の少なくともいくつかが今日まで生き残っています。

10年の爆発？

新しい変数を考慮に入れることにより、研究者は再びPBH爆発を観察する可能性を計算しました。そして繰り返しになりますが、結果は言葉を失いませんでした。今後10年間でこれらのイベントの1つを目撃する可能性は、最大90％まで撮影されます。つまり、待機はもう100、000年ではなく、10です。

「私たちはそれが「はい」または「はい」であると言っているわけではありません」とベイカーはそうです。

ゴルド賞：物理学の歴史を書き直します

完全な爆発での主要なブラックホールの発見は、天文学的なマイルストーン以上のものです。宇宙の起源を直接見ることはユニークな機会になるでしょう。実際には、アウトブレイクで放出されたホーキング放射線には、イグアス・フアンによると、«宇宙を構成する各粒子の決定的な記録が含まれています。物理学に完全に革命をもたらし、その歴史を書き直すのに役立ちます»。

「これはだろう」と研究者は「ホーキング放射線と主要なブラックホールの両方を最初に直接観察する」と結論付けている。科学者が正しければ、私たちは現実の理解を永遠に変える発見の門にいることができます。