Cos'è la materia oscura? Come appaiono effettivamente i buchi neri supermassicci? Questa vecchia domanda può essere risolta da buchi neri primordiali. I cosmologi di Leida e della Cina hanno individuato un nuovo modo attraverso il quale questi ipotetici oggetti potrebbero nascere subito dopo il Big Bang. Il loro lavoro è stato pubblicato su Physical Review Letters.
Gli scienziati si trovano di fronte a grandi misteri nella loro ricerca per comprendere l'universo. Ad esempio, le stelle si muovono nelle galassie come se avessero una massa cinque volte maggiore di quella che vediamo. Cosa include questa materia oscura? C'è un altro mistero: le galassie alimentano enormi buchi neri nei loro nuclei che pesano milioni di masse solari. Nelle giovani galassie, il collasso delle stelle non avrebbe avuto abbastanza tempo per espandersi così tanto. Come si sono formati questi buchi neri supermassicci, allora?
Buchi neri primordiali: la risposta tanto attesa?
I cosmologi hanno proposto una soluzione ipotetica che potrebbe risolvere uno dei due misteri. I buchi neri primordiali, apparsi poco dopo il Big Bang, hanno la capacità di rimanere piccoli o di guadagnare rapidamente massa. Nel primo caso, sono adatti per il ruolo della materia oscura. Nel secondo caso, possono diventare semi per buchi neri supermassicci. Il cosmologo Don-Gang Won dell'Università di Leida ei suoi colleghi cinesi Yi-Fu Kai, Ji Tong e Sheng-Feng Yang dell'Università della Cina hanno descritto un nuovo modo in cui i buchi neri primordiali potrebbero apparire durante il Big Bang.
Dopo il Big Bang, l'universo conteneva piccole perturbazioni di densità causate da fluttuazioni quantistiche casuali. Sono abbastanza grandi da formare stelle e galassie, ma troppo piccole per diventare da sole buchi neri primordiali. Vaughn ei suoi colleghi hanno identificato un nuovo effetto di risonanza che rende possibili buchi neri primordiali amplificando selettivamente alcuni disturbi. Questo porta alla previsione che tutti i buchi neri primordiali dovrebbero avere approssimativamente la stessa massa. I picchi stretti nella figura mostrano la gamma di masse possibili dovute alla risonanza.
"Altri calcoli aumentano lo sdegno in modo diverso ma incontrano problemi", dice Vaughn. “Usiamo la risonanza durante l'inflazione, quando l'universo cresceva in modo esponenziale subito dopo il Big Bang. I nostri calcoli sono abbastanza semplici da lavorare. In realtà, il meccanismo potrebbe essere più complicato, ma questo è almeno l'inizio ".
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Ilya Khel
