(Kavli IPMU) I et stykke tid har fysikere været på jagt efter primordialer sorte huller , eksotiske objekter, der kunne være dannet i det tidlige univers og affødt en lang række kosmiske skænderier.
Ved hjælp af et gigantisk 8,2 meter bredt (det er 27 fod) teleskop leder fysikere fra University of California, Los Angeles og Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe i Japan efter tegn på disse objekter; At opdage dem kunne endda tyde på, at vores univers avlede babyuniverser, da det selv var en lille ung.
Det, de håber at se, vil ikke ligefrem være så skandaløst som at kigge ind i alternative virkeligheder. Men hvis deres nye modeller er korrekte, og de er tålmodige nok, kan de finde en primordial sort hul (PBH) flyder mellem os og en nærliggende galakse.
At opdage et sådant objekt har potentialet til at udfylde adskillige huller i vores viden om en lang række fænomener, lige fra arten af mørkt stof til fordeling af tunge elementer i rummet.
Mere fristende nok kunne det også være et fingerpeg om, hvorvidt vores eget univers kun er et af mange i et forgrenet stamtræ af multivers, der engang blev affødt som dets babyer under den kosmiske inflation - selvom der stadig ville være masser af debat om det sidste punkt.
Primordiale sorte huller har meget til fælles med sorte huller, der er dannet af kollapsende stjerner. De er begge intense koncentrationer af stof, der f.eks. klemmer omgivende rumtid til en singularitet.
Singulariteter er i sig selv nysgerrige objekter, der består af punkter, hvor den rumforvridende fysik generel relativitetsteori opfylde de mere granulære metrikker fra kvantemekanikken. Desværre er disse to mesterteorier ikke enige om visse afgørende detaljer i virkeligheden, så ingen er helt sikker på, hvad en singularitet er.
Selv den omgivende forvridning af rum og tid gør vores intuition rod og giver plads til at spekulere i, at hvert sort hul er en navle til et helt adskilt univers .
Det er ikke så langt ude, som det lyder. Der er mange gode grunde at tænke, når en tumlende iagttager krydser begivenhedshorisonten – en linje uden retur – bliver rum og tid umulige at skelne fra et ekspanderende univers som vores.
Det ville betyde, at hver gang en stjerne kollapser for at danne en singularitet, bliver vores univers en forælder. Mazel tov!
Hvor PBH'er adskiller sig er, at de ville være blevet skabt tilbage, da vores univers måske var omkring en anden gammel, en tid hvor stråling dominerede (og ikke meget andet).
Givet nok af et skub i et hvilket som helst område, kunne det koncentrerede lyshav vælte ud over kanten til en singularitet. Og fordi forholdene allerede var ekstreme, ville mængden af masse, der kræves, være langt under, hvad der kræves for selv de mindste stjernesorte huller.
Primordiale sorte huller er interessante ideer i desperat mangel på solide beviser. Desværre ville mindre huller for længst være fordampet i en pust af Hawking stråling . Og alt, der er stort nok, ville vi helt sikkert have lagt mærke til nu.
Men der er muligheder, forskerne endnu ikke har udelukket.
I denne nye model vendte holdet tilbage til en teori, hvor kvanteeffekter i tomt rum kunne skabe noget af en vakuumboble, der giver et frø til kollaps.
Deres matematik viser, at disse forhold i en periode med hurtig inflation med rimelighed kunne skabe oprindelige sorte huller af en række masser. Interessant nok ville nogle matche, hvad vi ville forvente af mørkt stof.
Det er en gammel idé, der har væretsparkede rundt et stykke tid, i det omfang, det ser stadig mere usandsynligt ud som en kandidat. Hvis en population af disse små sorte huller opfører sig som mørkt stof, vil det sandsynligvis kun stå for en andel af det .
Bare for at tilføje skepsisen er den metode, teamet ønsker at bruge til at søge efter disse objekter, også blevet forsøgt før.
Sidste år brugte forskere Subaru-teleskopets Hyper Suprime-Cam til at indsamle næsten 200 snapshots af vores nabogalakse Andromeda i løbet af syv timer, bare for at se, om en PBH med massen af vores egen måne kunne flyde forbi.
Udoveret enkelt 'måske', fandt eksperimentet ikke noget overdrevent spændende.
Men med denne nye model hævder forskerne, at hvis vi venter lidt længere – som omkring 88 timer – kan vi bare være heldige denne gang. Eller i det mindste udelukke deres forudsigelse.
At identificere et oprindeligt sort hul af denne størrelse ville give kosmologer et objekt, der kunne hjælpe med at forklare en række forvirrende problemer. Ikke alene kan det bidrage til vores forståelse af mørkt stof, deres kollisioner med neutronstjerner kan forklare hurtige radioudbrud .
Vi har måske allerede set et smash-up mellem disse lette sorte huller i en signatur af engravitationsbølgebegivenhedder havde alle kendetegnene for en neutron-stjerne-fusion, uden blitz .
Om disse gamle sorte huller virkelig huser babyerne i vores eget univers, ville vi have brug for noget ret revolutionerende fysik for at bekræfte. Men den slags sorte huller, der produceres i dette scenarie, ville være lige, hvad vi leder efter.
Krydser fingre for Hyper Suprime-Cam kan bare bidrage lidt tilfamilie album.
Denne forskning blev offentliggjort i Fysiske anmeldelsesbreve .