Găurile negre primordiale au fost una dintre preferatele ipotetice ale astronomiei timp de decenii – echivalentul ceresc al unui „poate mai târziu” care nu a sosit niciodată. Acum, cercetătorii de la Universitatea din Miami cred că o recentă detectare a undelor gravitaționale ar putea scoate în sfârșit aceste obiecte străvechi din tărâmul teoriei și le-ar putea aduce în categoria „ah, deci acolo s-a ascuns materia întunecată”.

Găurile negre primordiale, pentru cei care nu sunt la curent cu lore-ul universului timpuriu, se crede că s-au format în prima fracțiune de secundă după Big Bang, cu mult înainte ca primele stele sau galaxii să se pună de acord. Spre deosebire de găurile negre create de stelele care colapsează, aceste obiecte ipotetice ar putea varia ca dimensiune de la ceva la fel de mic ca un asteroid până la corpuri mult mai mari – practic, dezordinea din podul universului.

Deși nicio gaură neagră primordială nu a fost confirmată vreodată, oamenii de știință cred că acestea ar putea răspunde la câteva întrebări majore despre univers. Una dintre cele mai mari este natura materiei întunecate, substanța invizibilă care alcătuiește aproximativ 85% din toată materia și oferă forța gravitațională care ajută la menținerea galaxiilor împreună. Deci, știți, destul de importantă.

„Credem că studiul nostru va ajuta la confirmarea faptului că ele există cu adevărat”, a spus Nico Cappelluti, profesor asociat în cadrul Departamentului de Fizică al Universității din Miami, referindu-se la cercetarea pe care a efectuat-o împreună cu studentul doctorand Alberto Magaraggia.

Munca lor se bazează pe o posibilă descoperire raportată de Observatorul de unde gravitaționale cu interferometru laser (LIGO), care la sfârșitul anului trecut a detectat un semnal neobișnuit de undă gravitațională. Undele gravitaționale sunt ondulații în țesătura spațiu-timp produse de unele dintre cele mai violente evenimente ale universului, inclusiv coliziuni între găuri negre – practic echivalentul cosmic al aruncării unei pietre într-un iaz, dacă piatra ar fi o gaură neagră și iazul ar fi țesătura realității.

Majoritatea găurilor negre cunoscute se formează după ce stelele masive explodează ca supernove. Masele lor variază de obicei de la de câteva ori masa Soarelui până la miliarde de mase solare. Dar în noiembrie, LIGO a emis o alertă automată pentru o fuziune în care cel puțin un obiect părea să aibă mai puțin de o masă solară. O astfel de gaură neagră mică ar fi dificil de explicat prin evoluția stelară convențională și, în schimb, ar putea indica o gaură neagră primordială – echivalentul astronomic al găsirii unui os de dinozaur în curtea ta.

Nu toată lumea este convinsă. Unii astrofizicieni au sugerat că semnalul ar putea fi pur și simplu zgomot în detectoarele extrem de sensibile ale LIGO, mai degrabă decât dovada unei descoperiri remarcabile. Pentru că uneori un semnal este doar un semnal.

Cappelluti și Magaraggia susțin că obiectul detectat este cel mai bine explicat ca o gaură neagră primordială formată în condițiile dense ale universului timpuriu, cu mult înainte de existența stelelor. Pentru a testa această idee, cercetătorii au estimat câte găuri negre primordiale ar putea exista în cosmos și cât de des ar trebui să le detecteze LIGO. „Rezultatele noastre sunt încurajatoare”, a spus Magaraggia. „Prezicem că găurile negre sub-solare precum cea pe care LIGO ar fi putut să o observe ar trebui să fie într-adevăr rare, în concordanță cu cât de rar au fost observate astfel de evenimente până acum.”

Descoperirile lor, publicate în The Astrophysical Journal, sugerează că misteriosul semnal LIGO nu are nicio explicație astrofizică convențională și este cel mai consistent cu o gaură neagră primordială. Studiul „sugerează că cea mai plauzibilă explicație pentru semnalul LIGO, care nu are nicio explicație astrofizică convențională, este detectarea unei găuri negre primordiale”, a spus Cappelluti. „Și cercetările noastre indică faptul că aceste găuri negre primordiale ar putea reprezenta o parte semnificativă, dacă nu chiar toată, materia întunecată.”

Chiar și așa, ambii cercetători subliniază că o singură detectare nu este suficientă pentru a rezolva problema. Deocamdată, oamenii de știință trebuie să aștepte să vadă dacă LIGO și partenerii săi internaționali înregistrează evenimente suplimentare care se potrivesc aceluiași tipar. „LIGO a captat ceea ce este o dovadă foarte puternică”