Hvis mikroskopiske sorte huller, der blev født en brøkdel af et sekund efter Big Bang, eksisterer, som nogle forskere har mistanke om, så kan mindst et sådant sort hul trænge gennem solsystemet hvert årti og skabe små gravitationsforvrængninger, som videnskabsmænd kan opdage, en ny undersøgelse har fundet.
Følg vores kanal for de seneste nyheder Google News online eller via appen.
Disse resultater tyder på, at hvis astronomer kan opdage og bekræfte eksistensen af sådanne gravitationsforstyrrelser, vil de muligvis være i stand til at opklare mysteriet om mørkt stofs natur, det usynlige materiale, som mange forskere formoder udgør omkring fem sjettedele af alt stof i kosmos.
Mange forskere spekulerer i, at mørkt stof kan være sammensat af ukendte partikler, men intet eksperiment til dato har opdaget nye partikler, der kunne være mørkt stof. Så et af de alternativer, som videnskabsmænd undersøger for at forklare mørkt stof, er de såkaldte "primordiale" sorte huller - dem, der har eksisteret siden oldtiden.
Tidligere undersøgelser viser, at omkring 86 % af stoffet i universet består af et usynligt stof kaldet mørkt stof. Forskere udleder eksistensen af mørkt stof ud fra dets gravitationspåvirkning på hverdagsstof og lys, men det er i øjeblikket uklart, hvad det kan bestå af.
Sorte huller får deres navn fra den enorme tyngdekraft, som er så kraftig, at selv lys ikke kan undslippe dem. Hvis et sort hul ikke afslører sin eksistens - for eksempel ikke river en stjerne fra hinanden - kan det forblive ubemærket på baggrund af det sorte rum.
I løbet af årtierne har astronomer opdaget mange sorte huller, fra sorte huller med stjernemasse, typisk fem til ti gange Solens masse, til supermassive sorte huller, der er milliarder af solmasser i størrelse. I modsætning hertil ser den nye undersøgelse på primordiale sorte huller, som tidligere undersøgelser har foreslået kunne have massen af en typisk asteroide.
"De sorte huller, som vi betragter i vores arbejde, er mindst 10 milliarder gange lettere end Solen og overstiger knap størrelsen af et brintatom," - fortalte Space.com medforfatter af undersøgelsen Sarah Heller, en teoretisk fysiker ved University of California, Santa Cruz.
Sorte huller opstår, når en genstand er så tæt, at den kollapser under sin egen tyngdekraft. Tidligere forskning tyder på, at kort efter Big Bang, før universet udvidede sig betydeligt, fik tilfældige udsving i tætheden af stof i det nyfødte kosmos nogle klumper til at blive tæt nok til at danne sorte huller.
Tidligere undersøgelser har antydet, at de oprindelige sorte huller, der overlever den dag i dag, kan have udgjort det meste eller alt det mørke stof. Med udgangspunkt i dette arbejde undersøger den nye undersøgelse, hvor ofte primordiale sorte huller kan have fløjet gennem solsystemet, og om de kan have forårsaget effekter, som videnskabsmænd kunne opdage i synlige objekter. "Hvis der er mange sorte huller, så flyver nogle af dem sikkert gennem vores baghave fra tid til anden," sagde Heller.
Først tænkte forskerne på, hvad der ville ske, hvis et sort hul slog gennem jordskorpen eller passerede gennem vores atmosfære eller efterlod et krater på månen, sagde Heller. "Vi spurgte endda os selv, hvad der ville ske, hvis et af disse små sorte huller ramte et menneske." Men "hver af disse ideer løb ind i det samme problem," forklarede Heller. "En person, Månen eller endda Jorden er alle meget små mål i det grænseløse rum, og chancerne for, at et sort hul nogensinde rammer dem direkte er små til ingen."
I stedet, "vi havde brug for et system, der var stort nok til, at sorte huller kunne passere regelmæssigt, men præcist målt nok til, at vi kunne se en form for effekt," sagde Heller. "Det var da, vi begyndte at tænke på meget præcist målte baner for solsystemobjekter." I princippet kunne tyngdekraften fra det oprindelige sorte hul "få kredsløbene af objekter i solsystemet til at svinge stort nok til, at vi kan måle."
Forskere fokuserede på oprindelige sorte huller, der passerer nær de indre planeter i solsystemet - Merkur, Venus, Jorden og Mars. De fandt ud af, at hvis der eksisterer oprindelige sorte huller, kan der være nok af dem til, at mindst én flyver forbi de indre verdener en gang hvert årti. De tilføjede, at flere forbiflyvninger allerede kan have fundet sted, da teknologier, der er i stand til at opdage sådanne forstyrrelser, er dukket op.
Heller advarede om, at "vi fremsætter ikke nogen af de følgende påstande - at oprindelige sorte huller absolut eksisterer, at de udgør det meste eller alt mørkt stof; eller at de helt sikkert er her i vores solsystem.” I stedet siger de, at hvis der eksisterer oprindelige sorte huller og udgør det meste af det mørke stof, "så bør et menneske rejse gennem det indre solsystem hvert 1. til 10. år."
Forskerne bemærkede også, at deres konklusioner er baseret på relativt simple computersimuleringer, der ikke har den nødvendige præcision til at analysere reelle data om solsystemets indre baner.
"For at drage endelige konklusioner er vi nødt til at arbejde med kolleger, der specialiserer sig i at modellere solsystemet ved hjælp af meget mere sofistikerede beregningsmetoder," fortalte studiets medforfatter Benjamin Lehmann, en teoretisk fysiker ved Massachusetts Institute of Technology (MIT), til Space. com. Han tilføjede, at de også skal bestemme nøjagtigt, hvordan man finder ud af, hvad der kan være et sandt signal fra det oprindelige sorte hul, og hvad der lige kan falde inden for det fejlområde, der forventes fra enhver måling.
Forskere diskuterer nu muligheden for at samarbejde med Solar System Modeling Group ved Paris Observatory for at analysere eksisterende orbitaldata. "De er blandt de førende eksperter i de komplekse modelleringsteknikker, der vil være nødvendige for at gøre denne analyse til virkelighed," sagde Lehmann. "Når vi har udviklet en komplet model, der kan bruges til at søge i rigtige data, bliver vi nødt til at undersøge, hvilke opfølgninger der vil være mest passende for ethvert signal, vi måtte registrere."
Denne tilgang til at søge efter primordiale sorte huller gennem deres gravitationseffekter "er ikke helt tilstrækkelig til at skelne et oprindeligt sort hul fra et andet usædvanligt objekt med lignende masse," advarer Heller. Hvis denne strategi opdager et potentielt oprindeligt sort hul, "kan vi køre opfølgende observationer for at udelukke andre muligheder. Astronomer er faktisk overraskende gode til at finde endnu meget lettere objekter i vores solsystem, såsom små asteroider, hvorimod en direkte observation af et lille sort hul med et teleskop sandsynligvis ikke viser noget som helst."
Hvis du er interesseret i artikler og nyheder om luftfart og rumteknologi, inviterer vi dig til vores nye projekt AERONAUT.media.
Læs også: