Yksi Stephen Hawkingin kuuluisimmista pimeän aineen teorioista on ravisteltu sen jälkeen, kun Kavlin yliopiston fysiikan ja matematiikan instituutin Masahiro Takadan johtaman japanilaisen astrofysiikaryhmän tulokset on julkaistu, Live Science raportoi. Kuuluisa fyysikko, joka jätti tämän maailman viime vuonna, uskoi, että tämä salaperäinen ja näkymätön aine koostuu alkukantaisista mustista reikistä, jotka ilmestyivät heti Ison räjähdyksen jälkeen. Subaru-kaukoputkea käyttävät japanilaiset tutkijat suorittivat kokeilun, jonka tulokset, vaikka ne eivät täysin kumota Hawkingin teoriaa, mutta myöntävät, että näiden mustien reikien on oltava todella pieniä selittämään tumman aineen luonne.
Tumma aine on termi, jonka fyysikot ovat antaneet salaperäiselle aineelle, joka heidän mielestään voisi selittää yhden mielenkiintoisen tosiasian: maailmankaikkeuden kaikki liikkuu ja pyörii ikään kuin se sisältäisi enemmän massaa kuin voimme havaita. Eri tutkijat eri aikoina yrittivät omistaa ns. Pimeän aineen ominaisuudet eri esineille. 1970-luvulla Stephen Hawking ja hänen kollegansa ehdottivat, että iso räjähdys voisi luoda suuren määrän suhteellisen pieniä mustia reikiä - kukin protonin kokoisia. Näitä pieniä taivaankappaleita on vaikea nähdä, mutta niillä on voimakkaita painovoimavaikutuksia muihin esineisiin - tumman aineen kahta tunnettua ominaisuutta.
Tähän saakka tätä teoriaa oli voitu testata vain alkuperäisten mustien reikien suhteen, joiden massa on suurempi kuin kuun. Mutta tekniikan kehittyessä tutkijat ovat kyenneet saamaan yhä selvempiä kuvia ulkoavaruudesta. Ryhmä japanilaisia tähtitieteilijöitä käytti uudessa tutkimuksessaan Hyper Suprime-Cam (HSC) -kameraa, joka oli kiinnitetty Subarun kaukoputkeen Havaijilla. Sen avulla he ottivat kuvia kaikista Andromedaista, joka on meille lähin galaksi, yrittäen löytää näitä pieniä esineitä. Heidän työnsä tulos julkaistiin Nature Astronomy -lehdessä.
Mustat reiät eivät säteile valoa, mutta supermassiiviset mustat aukot, kuten galaksin M87 keskustassa sijaitsevat, joita tutkijat äskettäin valokuvasivat, ympäröivät kirkkaat lisääntymislevyt kuumaa ainetta. Mutta koska ensiöreiät ovat miljardeja kertoja pienempiä ja niissä ei ole näkyviä valoaineita, niitä voidaan löytää vain tarkkailemalla niiden luomia voimakkaita painovoimakenttiä, jotka vääristävät viereisten esineiden säteilyä. Tätä ilmiötä kutsutaan mikrolensingiksi.
Kaukoputket pystyvät havaitsemaan mustien reikien mikrotunnelmat tutkimalla tähtiä jatkuvasti. Kun mustat lahjat kulkevat havaintopisteen ja tähden edessä, se vääristää tähden valoa aiheuttaen sen "salaman". Mitä pienempi musta aukko, sitä nopeammin tämä puhkeaminen tapahtuu.
Alkuperäisillä reikillä, joita japanilainen joukkue etsikin, on kuitenkin vain murto-osa tästä massasta - se on suunnilleen yhtä suuri kuin meidän kuutamme massa. Tämä tarkoittaa, että havaittujen tautipesäkkeiden tulisi olla paljon lyhyempiä.
Mainosvideo:
Takada kutsuu HSC-kameraa ainutlaatuiseksi, koska sen avulla tutkijat pystyivät kaappaamaan kuvia kaikista Andromeda-galaksin tähtiistä kerrallaan minimivalotuksen ollessa noin 2 minuuttia. Yhteensä tähtitieteilijät pystyivät saamaan noin 200 kuvaa Andromedasta 7 tunnissa selkeänä yönä. He löysivät vain yhden oletetun mikroneuvontatapahtuman. Jos alkukantaiset mustat aukot muodostavat merkittävän osan tummasta ainesesta, Takada sanoi, että heidän olisi pitänyt nähdä noin 1000 mikrolähetyssignaalia.
Tarkoittaako tämä, että Hawkingin teoria on täysin kiistetty? Takada ja Bird eivät kiirehdi päätelmiin. Heidän mukaansa saadut tulokset eivät edelleenkään voi täysin sulkea pois alkuperäisten mustien reikien olemassaoloa, koska niiden pienen massan vuoksi signaalien välähdykset olisivat liian lyhyitä niiden tallentamiseksi. Tutkijoiden mukaan on tarpeen kehittää uusia työkaluja, jotka mahdollistavat niiden löytämisen.
Samalla tutkijat huomauttavat, että jopa yhden tällaisen signaalin havaitseminen voi olla ratkaisevan tärkeää tulevaisuuden tutkimukselle, joka mullistaa joitain Hawkingin teorioita.
Nikolay Khizhnyak