این مطالعه نشان می دهد که سیاهچاله های بسیار بزرگ جزء اصلی ماده تاریک نیستند

یک مطالعه جدید نشان می‌دهد سیاهچاله‌هایی که جرم بیشتری از کل کهکشان‌ها دارند، جزء اصلی ماده تاریک مرموز نیستند که تصور می‌شود بیشتر ماده کیهان را تشکیل می‌دهند.

برای دهه‌ها، دانشمندان برای توضیح اینکه چرا کهکشان‌ها با سرعتی که می‌چرخند از هم جدا نمی‌شوند، وجود ماده‌ای نامرئی به نام ماده تاریک را پیشنهاد کرده‌اند که کشش گرانشی آن به حفظ کهکشان‌ها کمک می‌کند. تصور می شود که ماده تاریک حدود پنج ششم کل ماده در جهان را تشکیل می دهد.

با این حال، چیزهای زیادی درباره ماده تاریک ناشناخته باقی مانده است - از جمله اینکه آیا واقعا وجود دارد یا نه. سیاهچاله ها رقبای بالقوه خوبی برای ماده تاریک هستند، زیرا آنها بسیار پرجرم هستند و به سختی در اعماق تاریک فضا قابل تشخیص هستند. در مطالعه جدید، محققان بررسی کردند که آیا ماده تاریک می تواند از "سیاهچاله های فوق العاده بزرگ" ساخته شود، سیاهچاله هایی با جرم بیشتر از 100 میلیارد برابر خورشید. سیاهچاله های بسیار بزرگ با جرم بیشتر از 1 میلیون تا 10 میلیون میلیارد خورشید از کل کهکشان ها سنگین تر خواهند بود.

تاکنون، ستاره شناسان هیچ سیاهچاله فوق العاده بزرگی را شناسایی نکرده اند - در حال حاضر، بزرگترین سیاهچاله شناخته شده ممکن است حدود 36 میلیارد خورشید وزن داشته باشد. از آنجایی که محققان حتی پس از مشاهده بسیاری از کهکشان‌ها هیچ کدام را ندیده‌اند، مطالعه جدید خاطرنشان کرد که آنها نمی‌توانند تمام ماده تاریک را تشکیل دهند - اما اعضای تیم تعجب کردند که آیا اجرام عجیب و غریب هنوز هم ممکن است بخش قابل توجهی از ماده گیج کننده را تشکیل دهند.

کریستوفر گرلاخ، فیزیکدان نظری در مؤسسه فیزیک نظری ماینتس در آلمان، به اسپیس دات کام گفت که اغلب، ماده تاریک به عنوان یک غبار ریز در همه جا پخش شده است. با این حال، اگر ماده تاریک در تعداد انگشت شماری از اجرام غول‌پیکر مانند سیاه‌چاله‌های بسیار بزرگ جمع شود، "جهان در مقیاس‌های بسیار بزرگ دانه‌دار می‌شود. و ما می‌توانیم آن را بررسی کنیم."

یان گوتنور، فیزیکدان نظری در موسسه فیزیک نظری ماینتس، به Space.com گفت که دانشمندان به طور خاص نور حاصل از طلوع جهان را تجزیه و تحلیل کردند. برای 380000 سال اول پس از انفجار بزرگ، کیهان با پلاسمای داغی پر شد که نور در آن محبوس بود. در نهایت، انبساط کیهان به کیهان اجازه داد تا آنقدر خنک شود که پلاسما تا حد زیادی متلاشی شده و اتم ها را تشکیل دهد. گرلاخ توضیح داد که این به نوبه خود اجازه می دهد نور آزادانه بتابد، "و آن نور هنوز هم امروز می رسد."

ما آن را پس‌زمینه مایکروویو کیهانی می‌نامیم، تصویری از جهان نوزاد که تمام آسمان را پوشانده است.»

آنتونیو آیوینو، فیزیکدان نظری در دانشگاه نیویورک، ابوظبی، در امارات متحده عربی، فیزیکدان نظری در دانشگاه نیویورک، ابوظبی، در امارات متحده عربی، به اسپیس دات کام گفت: دمای پس‌زمینه مایکروویو کیهانی «حدود یک قسمت در 100000» از مکانی به مکان دیگر متفاوت است. "این الگو به ما می گوید که چگونه ماده در آن زمان پخش شده است."

تصویری از یک سیاهچاله کلان جرم در پس زمینه ای از ماده تاریک. (اعتبار تصویر: رابرت لی (ایجاد شده با Canva)) تجزیه و تحلیل پس‌زمینه مایکروویو کیهانی نشان داد که آن‌طور که سیاهچاله‌های خارق‌العاده آن را می‌سازند، دانه دانه نیست. نیکلاس لیستر، فیزیکدان نظری در موسسه فیزیک نظری ماینز، به Space.com گفت: «بنابراین این سیاه‌چاله‌ها نمی‌توانند بخش مهمی از ماده تاریک باشند.

محققان هشدار دادند که یافته‌های جدید نشان نمی‌دهند که سیاه‌چاله‌های بسیار بزرگ نمی‌توانند وجود داشته باشند، فقط بخش عمده‌ای از ماده تاریک را تشکیل نمی‌دهند. آنها افزودند که نامزد دیگری برای ماده تاریک - سیاهچاله های نسبتا کوچکی به اندازه سیارک ها - ممکن است به طور بالقوه وجود داشته باشد. آن‌ها اکنون در حال بررسی هستند که آیا می‌توانند چنین سیاه‌چاله‌های تلخی را به‌عنوان یکی از اجزای اصلی ماده تاریک رد کنند.

دانشمندان جزئیات یافته های خود را در مطالعه ای که در 26 اکتبر در مجله Physical Review Letters منتشر خواهد شد، شرح می دهند.