„Materia întunecată ar putea să fie făcută din găuri negre primordiale, ce pot fi «văzute» cu ajutorul undelor gravitaţionale”, spune un articol publicat in mai 2016 de A. Kashlinsky, cercetător la NASA Goddard Space Flight Center, în revista The Astrophysical Journal Letters. Ei bine, dacă citiţi acest titlu de știre, probabil că nu vă spune mare lucru, mai ales că multe noţiuni sunt parţial sau total necunoscute.
Așadar, să să explicăm mai întâi titlul:
Materia întunecată este o entitate (particulă sau obiect) a cărei natură și origine este deocamdată necunoscută și care nu interacţioneaza decât gravitațional, adică se adună în „grupuri” și atrage materia obișnuită către ea, datorită forţei de atracţie gravitaţională. De altfel, așa s-a și pus în evidenţă existenţa ei. În plus, materia întunecată nu pare să fie vizibilă cu niciun telescop, detector sau orice altă chestie construită de cercetători ca sa studieze cerul - adică nu pare sa emită fotoni în nicio lungime de undă din spectrul electromagnetic. (Poate vă mai aduceţi aminte de la orele de fizică din liceu că lumina este formată din particule numite fotoni, care au atașaţi de ei o „codiţă” numită undă. În funcţie de cât de lungă este această undă, fotonii au diferite lungimi de undă. Spectrul electromagnetic este totalitatea lungimilor de undă posibile ale fotonilor. În lumea modernă a cercetării, pe lângă telescoapele clasice prin care privim cerul, există și telescoape care „captează” fotoni emiși de obiectele de pe cer, care au lungimi de undă ce nu sunt percepute cu ochiul liber - radiaţie X, infraroșu, microunde, etc. Astfel, putem vedea și alte „feţe” ale unui obiect cosmic, pe care ochii noștri nu le pot vedea.)
Cu toate acestea, materia întunecată este un ingredient important din componenţa Universului, reprezentând în jur de 27% din acesta.
Găurile negre primordiale se deosebesc de cele de „zi cu zi” (formate prin prăbușirea stelelor sub influenţa propriei lor greutaţi) prin faptul că s-au format la începutul Universului în zone cu acumulări de materie/energie mai mari decât media clor care au colapsat din cauza propriei forţe gravitaţionale;
Undele gravitaţionale sunt perturbaţii ale spaţiului și timpului, cauzate de evenimente astronomice extreme, ca de exemplu ciocnirea a două găuri negre.
Acum că am setat cadrul general, să intrăm în culisele știrii propriu-zise: în anul 2005, un grup de cercetători NASA a folosit telescopul Spitzer, construit să „vadă” în zona infraroșie a spectrului electromagnetic, și au cartografiat emisia de fotoni cu lungime de undă în domeniul infraroșu din Univers. Apoi au filtrat semnalul detectat, eliminând fotonii sosiţi de la galaxii, și au rămas cu o componentă difuză, reprezentând fotonii cu lungime de undă în domeniul infraroșu ce provin de la primele obiecte din Univers, dispărute cu multă vreme în urmă.
Opt ani mai târziu, în 2013, telescopul Chandra (un telescop ce „vede” fotonii din zona X a spectrului electromagnetic) a detectat o componentă difuză, alcătuită din fotoni cu lungimea de undă în domeniul razelor X, care avea caracteristici asemănătoare cu grupul de fotoni infraroșii detectat cu Spitzer in 2005. Concluzia trasă de cercetatori la acel moment a fost că ambele grupuri de fotoni provin din același loc - sau, mai bine zis, timp -, adică din Universul primordial, fiind emiși de primele obiecte din Univers. Singurele obiecte astrofizice care au emis fotoni cu lungimea de undă X în Universul timpuriu sunt găurile negre primordiale, mai exact materia acumulată în jurul găurii negre și denumită „disc de acreţie”, și jeturile emise de-a lungul axei de rotaţie a găurii negre.
După ce, în primăvara anului 2016, cercetătorii de la observatorul LIGO au anunţat detectarea undelor gravitaţionale produse prin ciocnirea a două găuri negre, Kashlinsky sugerează că aceste găuri negre sunt de natură primordială și reprezintă materia întunecată din Univers.
Dacă se confirmă această ipoteză, că materia întunecată este formată dintr-o mulţime de găuri negre primordiale, înseamnă că toate galaxiile (inclusiv galaxia noastră, Calea Lactee) sunt înconjurate de un halou format din găuri negre rămase de la formarea Universului.
Foto: Imagine realizată în infraroșu de Telescopul Spitzer, într-o zonă din constelația Ursa Major. Credit: NASA/JPL-Caltech/A. Kashlinsky (Goddard)
