gov-civil-vilareal.ptA matéria escura é feita de minúsculos buracos negros de outro universo? Welllll ...
>Sim, você vai querer sentar-se para este. É um pouco demais:
Isso é possível que a matéria escura é feita de minúsculos buracos negros criados no início dos tempos por nucleação de bolhas de falso vácuo que criaram universos bebês contendo massas sub-lunares de matéria durante um período infinitesimalmente breve de hiperinflação cósmica.
Se então, uma equipe de cientistas pensa , isso poderia resolver vários enigmas incômodos sobre o Universo, incluindo matéria escura, fontes de ondas gravitacionais e uma observação estranha feita da Galáxia de Andrômeda.
Ver? Isso é muito. Para ser claro, sou muito cético, para dizer o mínimo, mas é uma ideia divertida baseada em uma série de ideias divertidas, então vamos abordá-las uma peça de cada vez.
Obra de arte que descreve um buraco negro com um disco de acreção e campos magnéticos girando acima dele. Crédito: NASA / JPL-Caltech
O tipo de matéria que vemos no Universo - composta de elétrons, nêutrons, prótons e outras partículas - está na verdade em uma minoria de coisas lá fora . A maior parte da matéria lá fora é feita de algo que não podemos ver; literalmente não emite luz, então nós chamamos de matéria escura . Sabemos que existe, por exemplo, pela maneira como as galáxias giram e se movem em aglomerados. Também há um pouco mais de evidências de sua existência.
Ao longo das décadas, os astrônomos eliminaram quase tudo o que sabemos que poderia ser matéria escura. Planetas desonestos, estrelas mortas, física estranha e assim por diante. Não resta muito na lista de 'talvez', mas inclui partículas subatômicas exóticas como axions e pequenos buracos negros.
Sim, buracos negros. Temos a tendência de pensar nessas bestas como tendo pelo menos três vezes a massa do Sol (que se formam quando estrelas massivas explodem) até supermassivas no centro das galáxias que superam nossa estrela local por um fator de bilhões. Sabemos que a matéria escura não pode ser esse tipo de buraco negro porque sua gravidade afeta a luz que passa perto deles, dobrando seu caminho. Para contabilizar a quantidade de matéria escura que achamos que existe, seriam necessários tantos buracos negros que já teríamos notado.
Normal buracos negros, isto é (como se qualquer um deles fosse 'normal'). Acontece que talvez haja outro tipo. Eles são teóricos e têm muito menos massa. Na verdade, alguns podem ter tão pouca massa quanto a lua. Um buraco negro com essa massa seria minúsculo, apenas cerca de 0,2 milímetros de largura! É mais ou menos a espessura de um cabelo humano.
Nenhum jamais foi visto, mas teoriza-se que foram criados no início do Universo. Eles poderiam ter se formado de várias maneiras, incluindo apenas as imensas pressões geradas quando o Universo ainda tinha uma fração de segundo e toda a matéria e energia em todo o cosmos estava dentro de um volume menor que um grão de areia. Porque eles teriam se formado então, eles são chamados buracos negros primordiais .
Arte fantástica de universos bebês surgindo e crescendo nos primeiros momentos da existência de nosso próprio Universo. Crédito: Kavli IPMU
Outra forma é através do que é chamado de falso vácuo . Este conceito é bastante complexo, mas a ideia é que qualquer objeto com energia tende a diminuir sua energia. É por isso que as coisas esfriam quando aquecidas ou caem no chão se forem soltas. O próprio Universo tem energia e tendemos a pensar que o vácuo do espaço está no estado de energia mais baixo possível. Mas a mecânica quântica postula que há um estado de menor energia em que pode estar, o verdadeiro estado de vácuo , e o que vivemos agora é um falso vácuo.
Se um pedaço do Universo desmoronasse para o verdadeiro estado de vácuo hoje, essa bolha cresceria e, por fim, consumiria o Universo. Essa não é exatamente uma história feliz para dormir, mas se você quiser ler mais, minha amiga e astrofísica Katie Mack escreveu um artigo sobre isso para a Cosmos Magazine .
No entanto, se tal coisa acontecesse quando o Universo tivesse uma fração de segundo, a expansão Universal ultrapassaria o crescimento de uma bolha de vácuo tão verdadeira, e eles não poderiam acompanhar e destruir tudo. Houve um período muito breve, chamado de inflação, quando o Universo se expandiu extremamente rapidamente , mais rápido que a velocidade da luz, e se essas bolhas de vácuo verdadeiro se formaram durante aquele período (que durou, aliás, por 10-32segundos, não muito), eles se ramificariam de nosso próprio Universo e não o destruiriam.
De dentro dessa bolha, você veria um universo inteiramente novo nascido . O nosso próprio pode ter se formado dessa maneira. Mas de fora dessa bolha o que você veria é uma grande quantidade de massa comprimida em um pequeno volume: um buraco negro.
No novo estudo , os autores investigam como isso seria agora dadas condições no Universo primitivo. Buracos negros em uma gama de massas teriam sido criados, principalmente todos muito pequenos.
Mas possíveis miniburacos negros têm muitas possibilidades. Por exemplo, os autores descobriram que se a massa desses buracos negros primordiais vai de um pequeno asteróide até a da Lua (cerca de 100 trilhões a 1022quilogramas), então a massa total desses objetos criados seria igual a de toda a matéria escura do Universo.
Uma simulação de como seria um buraco negro com um disco de gás girando em torno dele, dados os efeitos bizarros de sua forte gravidade sobre a luz do disco. Crédito: Goddard Space Flight Center da NASA / Jeremy Schnittman
el hombre del tío guía de los padres
Podemos detectá-los? Como eu disse, os buracos negros dobram a luz, e um buraco negro passando entre nós e uma estrela mais distante afetaria a luz das estrelas, amplificando-a de uma forma mensurável. Nós chamamos isso lente gravitacional . Muitos eventos de lentes foram vistos, geralmente por estrelas distantes passando na frente de outra estrela, ou a luz de uma galáxia inteira deformada ao passar por um aglomerado de galáxias massivo. No entanto, nada de um buraco negro primordial foi visto.
... pode ser. Houve um evento estranho de microlente visto em um levantamento dedicado da galáxia de Andrômeda, procurando por qualquer estrela que pareça brilhar de uma forma consistente com a lente. Eles encontraram apenas um candidato, e era consistente com um buraco negro primordial. Nesse estudo, os astrônomos fazendo a observação usam este evento para descartar uma ampla gama de possíveis buracos negros primordiais que poderiam constituir matéria escura . No entanto, os autores do novo estudo dizem que seus resultados ainda são consistentes com isso, permitindo que a matéria escura seja composta, pelo menos em parte, desses pequenos buracos negros.
O caminho da luz em torno de um buraco negro fica severamente distorcido pela gravidade. Neste diagrama, a Terra está à direita e a luz do material por trás do buraco negro é inclinada em nossa direção, deixando um buraco onde o próprio buraco negro está. Crédito: Nicolle R. Fuller / NSF
Eles também mostram que é possível que alguns dos maiores buracos negros primordiais possam ter fornecido 'massas de sementes' - kits iniciais, se preferir - para os buracos negros supermassivos que vemos nas galáxias hoje, com os muito maiores crescendo a partir dos minúsculos . Eles até postulam que buracos negros de massa estelar, alguns com algumas dezenas de vezes a massa do Sol, podem ser feitos dessa maneira, e não necessariamente a partir de eventos de supernovas de estrelas massivas. Eles acham que podem ser os buracos negros que vemos colidindo e criando ondas gravitacionais em eventos vistos pelo LIGO.
OK, então aí está. É muito, com certeza, mas há uma questão maior: Isso está correto?
Wellllll, talvez. É tudo teórico, e há uma série de etapas para ir do que sabemos agora até ter pequenos buracos negros reais permeando o Universo e criando mistérios por todo o lugar. Para mim, pessoalmente, é muito para engolir. Sempre fico cauteloso com um tipo de coisa que resolve um grande número de problemas; geralmente achamos que um novo tipo de objeto ou evento explica um alguns quebra-cabeças que vemos, não todos eles. Algo que funciona como uma chave mestra merece muito mais ceticismo.
Portanto, deixarei que os especialistas apóiem ou refutem essa ideia. Mas, de qualquer forma, é interessante e uma coisa que gosto é como é inteligente. Gosto de ver as pessoas brincando com ideias, e na ciência, especialmente na ciência altamente teórica, é uma boa ideia publicar essas ideias para que outros cientistas possam cutucá-las. 'Inteligente' não significa 'correto', mas pode ajudar a restringir outras idéias ou inspirar observações para testar as hipóteses.
A maioria das ideias acaba se revelando errada, mas o processo de apresentá-las e testá-las ajuda a avançar a ciência e o entendimento de qualquer maneira.
Mais? É divertido pensar nisso. Essa é uma grande razão pela qual fazemos ciência também.
