Os buracos negros nascidos durante o Big Bang podem viver mais do que o estimado anteriormente, sugere uma nova pesquisa. Na verdade, esses minúsculos buracos negros primordiais podem viver o suficiente para se tornarem buracos brancos que emitem energia com a massa de um fio de cabelo de uma sobrancelha humana.
primordial Buracos negros Propõe-se que tenha sido criado pelas flutuações de matéria incrivelmente quente e densa que encheu o universo momentos depois do universo. Big Bang. Isto contrasta com os buracos negros de massa estelar ou “astronómicos”, os colapsos de estrelas massivas com as quais estamos familiarizados. Os buracos negros primordiais permanecem não detectados e, portanto, são hipotéticos.
Muitos cientistas acreditam que a incapacidade de detectar buracos negros astrofísicos significa que o universo de 13,8 mil milhões de anos não existe porque eles evaporaram. Isso é possível porque foi proposto que buracos negros “vazam” radiação térmica conhecida como “radiação Hawking”. Stephen Hawking Na década de 1970. Quanto menor a massa do buraco negro, mais quente ele é, mais rápido ele vaza a radiação Hawking e mais rápido ele evapora, um processo que se presume terminar em um final explosivo.
Buracos negros com centenas de vezes a massa das estrelas o solEnorme e frio o suficiente para vazar lentamente o suficiente para habitar muitas vezes o universo; Os buracos negros primordiais com massa, por outro lado, não têm tanta sorte – ou assim pensávamos. O pesquisador do Eberly College of Science, Daniel Paraizo, e seus colegas sugerem que os buracos negros primordiais com a massa correta têm uma maneira de sobreviver a esse processo de rápida transformação.
“Descobrimos que a vida útil dos buracos negros é mais longa do que se pensava anteriormente”, disse Paraizo ao Space.com. “Os fenómenos que identificamos são relevantes para os buracos negros formados no Universo primitivo. Estes objetos ainda não foram observados, mas a sua busca é um tema de intenso interesse para os candidatos à matéria escura. Os buracos negros começam a morrer emitindo radiação térmica Hawking. O enigma é o que acontece quando atingem uma massa de Planck de 20 microgramas.”
Um buraco negro do tamanho de um ovo de pulga
A massa de Planck de cerca de 0,000000022 quilogramas é uma unidade fundamental de massa na física porque é o ponto governante das partículas e leis subatômicas. Quântico Física e gravidade e Relatividade geral Igualmente importante em geral. Os físicos consideram que este é o limite superior da massa de qualquer partícula primordial, acima do qual qualquer partícula entraria em colapso e daria origem a um buraco negro microscópico.
No dia a dia, a massa de Planck é quase igual a um fio de cabelo de uma sobrancelha humana ou a um ovo de pulga, que tem um cinquenta milésimo do peso de uma jujuba.
Paraizo explicou que quando um buraco negro primordial evapora até formar a massa de Planck e se torna o chamado buraco negro de Planck, existem várias leis propostas que ele pode encontrar. Isso inclui o desaparecimento da fronteira externa que define o que é um buraco negro, a região de captura de luz ou radiação eletromagnética chamada horizonte de eventos. “O mecanismo que estudamos para a morte deste buraco negro do tamanho de Planck é o desaparecimento gradual do horizonte de captura de radiação”, disse Paraiso.
A equipe realizou cálculos matemáticos que revelaram um buraco negro primordial formado com massa inicial média. AsteróideCerca de 1 bilhão de toneladas decai em cerca de um bilhão de anos, emitindo radiação térmica Hawking até atingir a massa de Planck. No entanto, um buraco negro primordial nascido com massa de apenas 1 tonelada explode imediatamente e atinge imediatamente a massa de Planck. O que acontece a seguir é o que diferencia as descobertas da equipe das pesquisas anteriores. “Nossos resultados prevêem algo novo: argumentos anteriores indicavam que os 20 microgramas restantes são irradiados em pelo menos 1 segundo; nossa avaliação mostra que esses resíduos de 20 microgramas são praticamente estáveis”, explica Paraizo. “Quando o buraco negro atinge a faixa dos 20 microgramas, vemos ele emitir radiação purificadora (assim chamada porque se diz que ‘purifica’ o estado quântico do universo) devido ao comportamento característico de um buraco branco.
“Portanto, mesmo que ainda não conheçamos a física de um buraco branco próximo a ele, identificamos à distância um objeto com as mesmas propriedades.”
Os buracos brancos são outra entidade hipotética na física, que é sugerido ser um “buraco negro de reversão do tempo” que empurra matéria e radiação para longe indefinidamente, em vez de aprisionar matéria e radiação dentro deles como buracos negros.
Outras previsões sobre o destino destes buracos negros primordiais exigirão uma teoria que combine a relatividade geral e a mecânica quântica, chamada “gravidade quântica”, que tem escapado aos físicos desde o início do século XX.
“Simples suposições físicas sobre a física distante de um buraco negro podem nos dizer muito sobre sua vida e sua transição para uma fase estável que se parece com um buraco branco de 20 microgramas”, disse Paraiso. “É notável que possamos inferir estas propriedades da gravidade quântica usando apenas um número mínimo de objetos.”
Uma versão pré-revisada da pesquisa da equipe está disponível no site do Research Repository arXiv.
