Deze theorie zou ons begrip van het vroege heelal kunnen veranderen.
Zwarte magie
Toen de oerknal 13,8 miljard jaar geleden ons heelal voortbracht, behoorden zwarte gaten tot de eerste dingen die uit deze borrelende ketel van hete, homogene materie tevoorschijn kwamen. Maar het was enigszins anders dan wat we vandaag de dag kennen.
Men denkt dat deze oude objecten, bekend als oorspronkelijke zwarte gaten, ongelooflijk klein zijn – misschien zo groot als een atoom – en extreem talrijk. Ondanks hun cruciale rol in ons begrip van het vroege heelal blijven ze echter hypothetisch, aangezien astronomen er nooit in zijn geslaagd om iets te vinden in de kosmische microgolfachtergrond (CMB), de overblijfselen van het oudste licht in het universum.
Dit dreigt gaten te creëren in de gangbare kosmologische modellen. Nu zegt een team van onderzoekers dat ze een verklaring hebben, zoals beschreven in een paar… nieuw studies: Er kunnen simpelweg veel minder oorspronkelijke zwarte gaten zijn dan eerder werd gedacht.
“Veel onderzoekers zijn van mening dat ze een sterke kandidaat zijn voor donkere materie, maar er zouden er veel moeten zijn om aan deze theorie te voldoen”, zegt Jason Christiano, co-auteur van de studies en afgestudeerd student aan de Universiteit van Tokio. A stelling over baan.
Ondanks de sterke redenen voor hun overvloed, voegde hij eraan toe, “hebben we geen van hen rechtstreeks gezien, en nu hebben we een model dat zou moeten verklaren waarom dit gebeurt.”
Wat golven maakt
Zoals Christian zei: het is verleidelijk om te geloven dat er overal oerzwarte gaten bestaan, omdat ze precies het bestaan van donkere materie kunnen verklaren, de mysterieuze substantie die meer dan 85% van de totale massa in het universum voor zijn rekening neemt.
Omdat zwarte gaten zelf onzichtbaar zijn en alleen kunnen worden waargenomen door de invloed van hun zwaartekracht, zou het uiterst moeilijk zijn om oorspronkelijke zwarte gaten van dit kleine formaat te detecteren. Om deze redenen geloven veel astronomen dat dit de plek is waar al die donkere materie zich zou kunnen verbergen.
Maar misschien ook niet. Volgens de onderzoekers ontstaan primordiale zwarte gaten door het instorten van zwaartekrachtgolven met korte maar krachtige golflengten. Op het moment dat ze ontstonden, kort na de oerknal, was het heelal relatief jong, waardoor het bestaan van deze krachtige golven die zwarte gaten vormen mogelijk was.
Maar door de huidige kennis van de kwantumveldentheorie toe te passen op observaties van de CMB, veronderstellen de onderzoekers dat ook deze golven misschien niet zo talrijk zijn als we dachten.
“Wat we ontdekten is dat deze kleine maar krachtige golven zich kunnen vertalen in de onverklaarbare versterking van veel langere golven die we zien in de huidige CMB”, zegt co-auteur Junichi Yokoyama van het Kavli Instituut voor Natuurkunde en Wiskunde aan de Universiteit van Tokio. Het universum zit in de verklaring.
“Hoewel individuele korte golven relatief machteloos zouden zijn, zouden samenhangende groepen het vermogen hebben om golven te creëren die veel groter zijn dan zijzelf,” voegde hij eraan toe.
Het is een overtuigende theorie, maar we zullen geen definitievere antwoorden krijgen totdat we zwaartekrachtgolfobservatoria in de ruimte hebben.
Meer over zwarte gaten: Wetenschappers proberen uit te leggen waarom honderden sterren uit de nachtelijke hemel verdwijnen
“Reisliefhebber. Onruststoker. Popcultuurfanaat. Kan niet typen met bokshandschoenen aan.”