سیاهچالههای نخستین نمردهاند؛ یادگارهای بیگ بنگ احتمالاً همان ماده تاریک هستند
سیاهچالههای نخستین تفاوتی بنیادین با سیاهچالههای ستارهای دارند که از فروپاشی ستارگان بزرگ پدید میآیند. این اجرام در همان ثانیههای نخستین پیدایش هستی و از دل نوسانات چگالی در محیط اولیهی جهان زاده شدند و جرم آنها میتواند از مقیاسهای میکروسکوپی تا تودههایی چندین برابر خورشید متغیر باشد. قوانین نسبیت عام سالهاست به ما گوشزد میکنند که این اجرام بهمرور زمان جرم خود را از دست میدهند، اما متغیرهای جدیدی در این معادله ظاهر شدهاند که فرضیهی «تبخیر مطلق» را زیر سوال میبرند.
محیط پیرامون سیاهچالههای اولیه در سپیدهدم کیهان، برخلاف فضای خلأ و سرد امروزی، لبریز از فوتونهای پرانرژی و تابشهای حرارتی غلیظ بود. پژوهش جدید قطعهی مفقودهای را به این پازل اضافه میکند: جذب مستقیم تابشهای حرارتی. محاسبات نشان میدهند که اگر بازدهی جذب در یک سیاهچاله اولیه از آستانه مشخصی عبور کند، فرآیند تبخیر هاوکینگ مغلوب سرعت تغذیهی سیاهچاله میشود. در واقع، این اجرام به جای ناپدیدشدن، به مصرفکنندگان خاموش انرژی تبدیل شده و بقای خود را تضمین کردهاند.
بازنگری در چرخهی زندگی سیاهچالههای باستانی، دریچهای نو به سوی حل معمای ماده تاریک میگشاید. اگر سیاهچالههای نخستین توانسته باشند با جذب تابش رشد کنند، طیف وسیعتری از آنها با جرمهای مختلف همچنان در جهان امروز حضور دارند و میتوانند همان «داربست نامرئی» باشند که کهکشانها را در کنار هم نگه داشته است. بر اساس یافتهها، این پدیده به پارامتری به نام «بازدهی جذب» بستگی دارد؛ برای مثال اگر این ضریب ۰٫۳۹ باشد، سیاهچالههایی با محدودهی جرم ۵ ضربدر ۱۰ به توان ۱۴ گرم (5*10^14) تا ۵ ضربدر ۱۰ به توان ۱۹ گرم (5*10^19) که پیشتر گمان میرفت تبخیر شدهاند، اکنون میتوانند کاندیدای اصلی ماده تاریک باشند.
نتایج مطالعه دانشمندان را وادار میکند تا نخستین لحظات تاریخ هستی و نحوهی تکامل ساختارهای کیهانی را مورد بازنگری قرار دهند. این دستاورد صرفاً اصلاحیهای ساده بر مدلهای ریاضی نیست، بلکه فصلی نوین در روایت موجود از داستان آفرینش محسوب میشود. جهان بار دیگر ثابت کرد که پیچیدهتر از تصورات ماست و حتی زمانی که فکر میکنیم سرنوشت جرمی آسمانی را بهیقین میدانیم، طبیعت برنامههای غافلگیرکننده دیگری در پیش دارد.
پژوهش در پایگاه دادههای پیشانتشار arXiv منتشر شده است.
