Οι μελανές οπές είναι ίσως τα πιο ενδιαφέροντα και μυστηριώδη αντικείμενα στο Σύμπαν μας. Προς το παρόν, δεν γνωρίζουμε με βεβαιότητα τι συμβαίνει στο εσωτερικό τους, ενώ παραμένει άγνωστος ο τρόπος που σχηματίστηκαν στο πρώιμο Σύμπαν. Μια ερευνητική ομάδα από το Εθνικό Εργαστήριο Brookhaven προσπάθησε να λύσει το εν λόγω μυστήριο. Συγκεκριμένα, ενώ οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι μπορεί να έχουν σχηματιστεί υπερμεγέθεις μελανές οπές στο πρώιμο Σύμπαν, φαίνεται πως δεν υπήρχε αρκετός χρόνος για να συμβεί αυτό.
Οι θεωρητικοί φυσικοί Hooman Davoudiasl, Peter Denton και Julia Gehrlein ανέπτυξαν ένα μοντέλο που περιγράφει μια πιθανή λύση. Στο μοντέλο αυτό, υπέθεσαν πως τα δομικά συστατικά της σκοτεινής ύλης είναι ιδιαίτερα ελαφριά με μάζα που είναι 28 τάξεις μεγέθους μικρότερη από αυτή του πρωτονίου.
Η υπόθεση αυτή βασίστηκε σε μελέτες νάνων γαλαξιών. Ειδικότερα, οι ερευνητές παρατήρησαν πως οι ποσότητες σκοτεινής ύλης στα κέντρα αυτών των γαλαξιών δεν αυξάνονταν όπως θα αναμενόταν θεωρητικά. Κάτι που δείχνει ότι η σκοτεινή ύλη ενδέχεται να είναι εξαιρετικά ελαφριά. Η συγκεκριμένη έρευνα δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Εικόνα: Volker Springel/Virgo Consortium.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, ο σχηματισμός αρχέγονων υπερμεγέθων μελανών οπών θα μπορούσε να εξηγηθεί από την ύπαρξη ιδιαίτερα ελαφριάς σκοτεινής ύλης. Συγκεκριμένα, οι συνθήκες που απαιτούνται ώστε να καταρρεύσει η ύλη προς σχηματισμό μελανών οπών, θα παρουσιαζόταν λίγες μέρες μετά την Μεγάλη Έκρηξη, όπου η θερμοκρασία θα είχε φτάσει τα 15 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου. Μόλις, λοιπόν, θα συνέβαινε αυτό, η πίεση θα μπορούσε να πέσει σε πολύ χαμηλό επίπεδο. Ταυτόχρονα, σε αυτές τις συνθήκες θα μπορούσε να έχει εμφανιστεί η ελαφριά σκοτεινή ύλη, υποβοηθώντας την κατάρρευση της ύλης λόγω της βαρύτητας. Εξάλλου, η κατάρρευση αυτή δεν θα μπορούσε να έχει πραγματοποιηθεί με την παρουσία μόνο των γνωστών σωματιδίων της ύλης. Έτσι, γεννάται η υπόθεση περί ύπαρξης ελαφριάς σκοτεινής ύλης, η οποία δημιουργήθηκε υπό αυτές τις θερμοκρασίες.
Αναμένουμε, επίσης, πως η κατάρρευση αυτής της ύλης θα δημιουργούσε βαρυτικά κύματα. Οι συστοιχίες χρονισμού πάλσαρ της επόμενης γενιάς θα είναι σε θέση να ανιχνεύσουν αυτά τα κύματα και να επιβεβαιώσουν τη θεωρία ότι η σκοτεινή ύλη είναι, ή τουλάχιστον ήταν κάποτε, πολύ ελαφριά.
