دانشمندان احتمالا معمای سیاه‌چاله‌های گمشده جهان را حل کرده‌اند

جهان حدود 13.8 میلیارد سال پیش با بیگ بنگ آغاز شد و از آن زمان به بعد جهان جوان توسط نیروی مرموز و نامرئی به نام نیرو می گیرد. انرژی تاریک به سرعت گسترش یافت. همانطور که جهان رشد کرد، ماده معمولی در حال تعامل نور در اطراف توده های ماده تاریک نامرئی تثبیت شد و اولین کهکشان ها شکل گرفتند. در نهایت، ماده تاریک کهکشان ها را به عنوان یک پارچه کیهانی وسیع به هم متصل می کند.

امروزه کیهان شناسان تخمین می زنند که ماده معمولی، ماده تاریک و انرژی تاریک به ترتیب 5، 25 و 70 درصد از ترکیب کل کیهان را تشکیل می دهند. جهان در اصل یک پلاسمای مات بود که هیچ نوری نمی توانست از آن عبور کند بدون اینکه توسط میدان های الکترومغناطیسی تولید شده توسط بارهای متحرک به دام بیفتد. با این حال، پس از 380000 سال سرد شدن و انبساط، پلاسما در نهایت با ماده خنثی ادغام شد و جریانی از امواج مایکروویو را منتشر کرد که اولین نور جهان بود که امروزه به عنوان تابش پس زمینه کیهانی (CMB) شناخته می شود.

ستاره شناسان با بررسی تصویر جهان نوزاد (بالا) به دنبال اولین سیاهچاله ها بوده اند، اما تاکنون ناموفق بوده اند. به گفته برخی از فیزیکدانان، این احتمال وجود دارد که تعداد سیاهچاله های اولیه برای توجیه فرضیه ماده تاریک کافی نباشد، زیرا ما هنوز نمی دانیم چگونه آنها را تشخیص دهیم.

محققان با اجرای مدلی بر اساس شکل پیشرفته مکانیک کوانتومی به نام نظریه میدان کوانتومی به نتیجه متفاوتی دست یافتند. آنها دریافتند که به همین دلیل، سیاهچاله های اولیه را نمی توان شناسایی کرد، که اغلب در واقع وجود نداشتند.

بر اساس تئوری سیاهچاله های اولیه از فروپاشی امواج گرانشی کوتاه اما قدرتمندی که سراسر جهان را در نوردیده اند، به وجود آمده اند. محققان با استفاده از مدل خود بر روی این امواج دریافتند که تعداد کمتری از این امواج با هم ترکیب می شوند تا ساختارهای بزرگتر کیهان را نسبت به آنچه قبلا تصور می شد تشکیل دهند. هر چه تعداد امواج مورد نیاز برای بازسازی این تصویر کمتر باشد، تعداد سیاهچاله های اولیه کمتر می شود. به گفته کریستیانو:

باور عمومی بر این است که فروپاشی امواج کوتاه اما قوی در جهان اولیه همان چیزی است که باعث تشکیل سیاهچاله های اولیه شده است. تحقیقات ما نشان می دهد که تعداد کمتری از این سیاهچاله ها تشکیل شده اند و این تعداد برای در نظر گرفتن این اجرام کاندیدای قوی ماده تاریک یا امواج گرانشی کافی نیست.

برای اثبات نظریه خود، محققان به دنبال آشکارسازهای امواج گرانشی فوق العاده حساس مانند پروژه آنتن فضایی تداخل سنج لیزری (LISA) هستند که قرار است در سال 2035 از بالای موشک آریان پرتاب شود.