การฉายรังสีหลุมดำที่ขัดแย้งกันครั้งแรกที่อธิบายโดยสตีเฟ่นฮอว์คิงอาจเปลี่ยนรูปร่างของจักรวาลการศึกษาคำแนะนำ

ปรากฏการณ์ทางทฤษฎีที่เสนอโดยสตีเฟ่นฮอว์คิงนักฟิสิกส์ที่มีชื่อเสียงอาจเปลี่ยนรูปร่างของจักรวาลการวิจัยใหม่เสนอ

ในปี 1970 ฮอว์คิงแนะนำแนวคิดที่ก้าวล้ำ:- โดยทั่วไปแล้วมองว่าเป็นหน่วยงานจักรวาลที่- อาจปล่อยรังสีคล้ายกับวิธีที่วัตถุอุ่นทำ ปรากฏการณ์นี้ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อยังคงเป็นทฤษฎีเนื่องจากกำลังการปล่อยก๊าซที่น้อยที่สุดที่คำนวณสำหรับหลุมดำที่เป็นตัวเอกและยอดเยี่ยม

อย่างไรก็ตามการศึกษาล่าสุดที่ตีพิมพ์ในไฟล์วารสารจักรวาลวิทยาและฟิสิกส์ Astroparticleเสนอว่ารังสีที่เข้าใจยากนี้อาจมีอิทธิพลอย่างมากต่อโครงสร้างต้นของจักรวาล นักวิจัยแนะนำว่าหลุมดำยุคแรกซึ่งตั้งสมมติฐานว่าจะมีอยู่ไม่นานหลังจากอาจปล่อยออกมาจากรังสีฮอว์คิงที่รุนแรงปล่อยให้ประทับที่ตรวจพบได้ในจักรวาลที่เราสังเกตเห็นในวันนี้

“ ความเป็นไปได้ที่น่าสนใจคือจักรวาลยุคแรก ๆ ได้รับช่วงที่ความหนาแน่นของพลังงานถูกครอบงำด้วยหลุมดำยุคแรกซึ่งระเหยผ่านการแผ่รังสีฮอว์คิง” นักวิทยาศาสตร์เขียนในการศึกษาของพวกเขา "นี่เป็นผลที่ตามมาทั่วไปของหลุมดำในยุคแรก ๆ ที่มีแสงสว่างสูง [... ] แม้กระทั่งความอุดมสมบูรณ์เริ่มต้นเล็กน้อยของวัตถุดังกล่าวก็จะมาถึงจักรวาลได้อย่างรวดเร็วเมื่อมันขยายออกไป"

ถอดรหัสรังสีฮอว์คิง

งานน้ำเชื้อของฮอว์คิงรวมบางส่วนรวมกรอบทางคณิตศาสตร์ของทั่วไปและ- ทฤษฎีพื้นฐานสองประการของฟิสิกส์ที่ยังไม่ได้เป็นหนึ่งเดียว - เพื่อสำรวจฟิสิกส์หลุมดำ เขาพบว่าหลุมดำเมื่อคิดว่าเป็นกับดักที่หลีกเลี่ยงไม่ได้สามารถปล่อยอนุภาคได้จริงรวมถึงโฟตอน (แสง)

ที่เกี่ยวข้อง:

ที่สำคัญอัตราการปล่อยลดลงเมื่อมวลของหลุมดำเพิ่มขึ้นซึ่งหมายความว่าหลุมดำที่เกิดขึ้นจากดาวที่ยุบตัวเช่นเดียวกับที่มวลมหาศาลที่ยึดกาแลคซีจะเปล่งประกายอย่างอ่อน

รับการค้นพบที่น่าสนใจที่สุดในโลกที่ส่งตรงไปยังกล่องจดหมายของคุณ

อย่างไรก็ตามเป็นที่เชื่อกันอย่างกว้างขวางว่าในจักรวาลยุคแรกหลุมดำขนาดเล็กกว่า - แต่ละอันมีมวลน้อยกว่า 100 ตัน - อาจเกิดขึ้นได้ สิ่งเหล่านี้เรียกว่าจะมีอนุภาคที่ปล่อยออกมาในอัตราที่สำคัญพอที่จะมีอิทธิพลต่อโครงสร้างจักรวาลเช่นกาแลคซีและกลุ่ม

"สถานการณ์ทางดาราศาสตร์ต่าง ๆ ทำนายการก่อตัวของหลุมดำในจักรวาลยุคแรก" ผู้เขียนเขียน "ตัวอย่างเช่นหลุมดำยุคแรกอาจเกิดขึ้นจากการล่มสลายของแรงโน้มถ่วงของภูมิภาคที่เกินความจริง"

โดยเฉพาะอย่างยิ่งการแผ่รังสีฮอว์คิงจากหลุมดำดึกดำบรรพ์เหล่านี้จะรวมถึงอนุภาคทุกประเภทรวมถึงอนุภาคสมมุติที่มีปฏิสัมพันธ์กับอนุภาคที่รู้จักกันอย่างอ่อนแอซึ่งอธิบายโดยแบบจำลองมาตรฐาน นี่ก็หมายความว่าการแผ่รังสีดังกล่าวสามารถนำเสนอหนทางที่ไม่เหมือนใครสำหรับการศึกษาอนุภาคที่เข้าใจยากเหล่านี้ซึ่งอาจเป็นไปไม่ได้ที่จะผลิตในเครื่องเร่งอนุภาค

การตรวจสอบผลกระทบของหลุมดำดึกดำบรรพ์

การใช้สมการสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ทีมวิจัยวิเคราะห์อนุภาคต่าง ๆ ที่มีมวลและสปินที่แตกต่างกันเพื่อกำหนดผลกระทบต่อการกระจายเรื่องของจักรวาล ตัวอย่างเช่นหากมีแสงจำนวนมากและมีอนุภาคที่เคลื่อนที่เร็วพวกเขาสามารถขัดขวางการก่อตัวของกาแลคซีขนาดเล็กเช่นอนุภาคดังกล่าวจะมีปัญหาในการรวบรวมในปริมาณที่เพียงพอเพื่อสร้างโครงสร้างที่หนาแน่น ทีมยังตรวจสอบผลกระทบอื่น ๆ ที่เป็นไปได้อนุภาคเหล่านี้อาจมี

“ หากอนุภาคเหล่านี้มีความเสถียรและคงอยู่จนถึงปัจจุบันเราเรียกพวกเขาว่าพวกเขาฮอว์คิคพระธาตุ” นักวิจัยอธิบายในบทความของพวกเขา "โบราณวัตถุที่ไม่มีจำนวนมากจะมีส่วนร่วมในงบประมาณรังสีจักรวาล [... ] และสามารถตรวจพบได้ในการวัดพื้นหลังไมโครเวฟของจักรวาล"

นักวิทยาศาสตร์ตรวจสอบอย่างพิถีพิถันว่าการฮอว์กิ้งพระธาตุอาจมีผลต่อโครงสร้างจักรวาลในปัจจุบันอย่างไร แม้ว่าพวกเขาจะไม่พบหลักฐานโดยตรงของพระธาตุเหล่านี้ แต่การวิเคราะห์ของพวกเขาอนุญาตให้พวกเขา จำกัด คุณสมบัติของทั้งอนุภาคและหลุมดำดึกดำบรรพ์ที่สามารถปล่อยออกมาได้

“ หากมีจำนวนหลุมดำที่ระเหยได้อย่างมีความหมายในช่วงเวลาที่นิวเคลียสแรกเกิดขึ้นจำนวนนิวเคลียสอะตอมที่คาดการณ์ไว้ในจักรวาลจะไม่ถูกต้อง” นักฟิสิกส์เขียน "เราต้องการให้หลุมดำยุคแรกระเหยไปก่อนช่วงเวลานี้ซึ่งทำให้เรามีขอบเขตบนมวลของพวกเขาห้าร้อยตัน"

ทีมยังสำรวจสมมติฐานที่ว่าการระดมทุนของพระธาตุอาจเป็นสสารมืดซึ่งคิดเป็นประมาณ 85% ของทุกเรื่องในจักรวาล การค้นพบของพวกเขาแนะนำว่า Hawking Relics ไม่ใช่การจับคู่ที่ดีสำหรับ-

“ เรา จำกัด ความอุดมสมบูรณ์ของพระธาตุฮอว์คิงที่อบอุ่นให้น้อยกว่า ∼ 2% ของสสารมืดแม้ว่าหลุมดำยุคแรกจะผลิตอนุภาคที่ระลึกหลายชนิด” นักวิทยาศาสตร์กล่าว

โอกาสในอนาคต

แม้ว่าการสังเกตในปัจจุบันยังไม่ได้ยืนยันการมีอยู่ของพระธาตุฮอว์คิง แต่นักวิจัยยังคงมองโลกในแง่ดี พวกเขาเชื่อว่าเครื่องมือที่กำลังจะมาถึงด้วยความแม่นยำที่เพิ่มขึ้นสามารถตรวจจับพระธาตุเหล่านี้ได้ดังนั้นจึงตรวจสอบการมีอยู่ของรังสีฮอว์คิงและหลุมดำดึกดำบรรพ์และเปิดใช้งานการศึกษาเชิงทดลองของคุณสมบัติของพวกเขา

"การค้นพบของที่ระลึกที่ฮอว์คิงจะเปิดหน้าต่างสู่สภาวะความร้อนของจักรวาล [ต้น] [... ]" ทีมเขียน “ สิ่งนี้ไม่เพียง แต่มีความสำคัญต่อจักรวาลวิทยายุคแรก ๆ เท่านั้น แต่ยังเปิดเขตแดนใหม่ของฟิสิกส์อนุภาคนอกเหนือจากแบบจำลองมาตรฐานและให้หลักฐานการสังเกตครั้งแรกสำหรับการแผ่รังสีฮอว์คิงการระเหยของหลุมดำและหลุมดำดึกดำบรรพ์”

โดยสรุปในขณะที่รังสีฮอว์คิงยังคงเป็นโครงสร้างทางทฤษฎีบทบาทที่เป็นไปได้ในการสร้างโครงสร้างเริ่มต้นของจักรวาลเป็นหนทางที่น่าสนใจสำหรับการวิจัย การศึกษาหลุมดำยุคแรกและเศษซากที่เป็นไปได้ของพวกเขาสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกที่ลึกซึ้งเกี่ยวกับทั้งจักรวาลและฟิสิกส์อนุภาคดังนั้นการเชื่อมช่องว่างในความเข้าใจของเราเกี่ยวกับวัยเด็กของจักรวาล