این احتمال وجود دارد که در فیزیک غیرعادی حاکم بر جهان بلافاصله پس از بیگبنگ شکل گرفته باشند. این ایده به دهه 1339بازمیگردد، اما تا کنون به دلیل نبود شواهد، این نظریه صرفاً فرضی باقی مانده است.
اگر این سیاهچالهها واقعاً وجود داشته باشند، مقالهای جدید پیشنهاد میدهد که ممکن است در مکانهایی پنهان شده باشند که هیچکس انتظار یافتن آنها را در آنجا نداشته است.
سیاهچالهها زمانی شکل میگیرند که ستارههای پرجرم در پایان عمر خود دچار فروپاشی گرانشی میشوند. با این حال، سیاهچالههای آغازین (PBH) به ستارهها ارتباطی ندارند. فیزیکدانان فرض میکنند که PBHها در اوایل جهان از جیبهای بسیار متراکم ماده زیراتمی که مستقیماً به سیاهچاله تبدیل شدهاند، شکل گرفتهاند. این سیاهچالهها میتوانند بخشی یا تمام چیزی باشند که ما آن را ماده تاریک مینامیم.
با این وجود، این سیاهچالهها همچنان فرضی باقی ماندهاند، چرا که تاکنون مشاهده نشدهاند.
پژوهشی جدید در مجله Physics of the Dark Universe نشان میدهد که محققان به درستی مکانهای جستجو را انتخاب نکردهاند. این پژوهش با عنوان “جستجوی سیاهچالههای کوچک آغازین در سیارات، سیارکها و حتی روی زمین” منتشر شده و نویسندگان آن دِچانگ دای و دِیجان استویکوویچ از دانشگاههای کیس وسترن رزرو و نیویورک هستند.
نویسندگان ادعا میکنند که شواهد مربوط به PBHها را میتوان در اجرامی به بزرگی سیارههای پوک یا سیارکها و حتی در سنگهای کوچک روی زمین یافت.
آنها مینویسند:
«سیاهچالههای کوچک آغازین ممکن است توسط سیارات سنگی یا سیارکها جذب شده، هستههای مایع آنها را از درون بخورند و ساختارهایی پوک به جا بگذارند.»
همچنین ممکن است یک سیاهچاله سریع در حال عبور از یک جسم جامد، تونلی باریک ایجاد کند. محققان ادعا میکنند که میتوان به دنبال چنین تونلهای میکروسکوپی در سنگهای قدیمی زمین گشت، بدون نیاز به تجهیزات خاص و گرانقیمت.
این پژوهش بر تحقیقات دیگری تکیه دارد که نشان میدهند PBHهایی با جرم بین ۱۰۱۶۱۰^{۱۶}۱۰۱۶ تا ۱۰۱۰۱۰^{۱۰}۱۰۱۰ جرم خورشیدی میتوانند کاندیدای ماده تاریک باشند. این PBHها ممکن است توسط ستارگان جذب یا در هسته آنها به دام افتاده و به تدریج گاز درون ستارهها را مصرف کنند.
با این حال، این نویسندگان رویکرد متفاوتی اتخاذ کردهاند. آنها توضیح میدهند:
«ما این ایده را به سیارات و سیارکها گسترش میدهیم که میتوان انتظار داشت میزبان PBHها باشند.»
PBHها ممکن است در زمان شکلگیری این اجرام یا پس از آن جذب آنها شوند. وقتی PBH در یک جرم سنگی قرار گیرد، میتواند هسته مایع آن را مصرف کرده و جسم را توخالی کند.
استویکوویچ میگوید:
«ما باید خارج از چارچوب فکر کنیم، زیرا روشهایی که تاکنون برای یافتن سیاهچالههای آغازین استفاده شدهاند، کارآمد نبودهاند.»
اگر جسمی دچار برخورد شود، ممکن است PBH از آن فرار کند و چیزی جز یک پوسته توخالی باقی نماند که قابل شناسایی است. استویکوویچ اضافه میکند:
«اگر چگالی جسم برای اندازهاش خیلی کم باشد، این نشانگر خوبی است که توخالی است.» مطالعه مدار جسم با یک تلسکوپ برای آشکارسازی این توخالی بودن کافی است.
اعتبار تصویر: استویکوویچ و همکاران، ۲۰۲۴.
احتمال دیگر تونلهای میکروسکوپی است که PBHهای کوچک و سریع در اجرام ایجاد میکنند. اگر PBH کوچک با سرعت کافی حرکت کند، میتواند تونلی مستقیم در سیارک ایجاد کند. این تونلها میتوانند شواهدی از وجود PBH باشند.
این تونلها ممکن است در سنگها و دیگر اجرام روی زمین نیز یافت شوند. نویسندگان مینویسند:
«همین اثر میتواند امکان شناسایی PBH را روی زمین فراهم کند، اگر به دنبال ظهور ناگهانی تونلهای باریک در صفحات فلزی بگردیم.»
وجه تمایز این PBHهای فرضی در روش شناسایی آنهاست. در سناریوهای دیگر، نیاز به تلسکوپهای فضایی، رصدخانههای موج گرانشی یا حتی نظارت بر اختروشهای دوردست در امواج مایکروویو است. اما در این کار، شناسایی میتواند بسیار ارزانتر و آسانتر باشد.
استویکوویچ میگوید:
«احتمال یافتن این نشانهها کم است، اما جستجوی آنها منابع زیادی نمیطلبد و سود احتمالی، یعنی نخستین شواهد از یک سیاهچاله آغازین، میتواند بسیار چشمگیر باشد.»
او تأکید میکند: «هزینه انجام این کار زیاد نیست، اما منافع آن میتواند بزرگ باشد.»
