Toată lumea e de acord că primele secunde de după Big Bang au fost extrem de agitate, dar natura exactă a evenimentelor este încă intens dezbătută. Un nou model propune ceva și mai spectaculos: formarea aproape instantanee a găurilor negre, alături de entități exotice precum bosoni și „stele canibale”.
Ideea nu apare chiar din senin. Se bazează pe alte modele care propun existența unei „Ere Dominată de Materia Timpurie” (EMDE). Se crede că aceasta a avut loc atunci când particulele super-fierbinți rezultate din inflația Big Bang-ului s-au răcit suficient de mult, astfel încât masa lor a devenit mai „importantă” decât energia pe care o radiau.
O echipă de cercetători de la Școala Internațională de Studii Avansate din Italia – dr. Pranjal Ralegankar, dr. Daniele Perri și dr. Takeshi Kobayashi – a încercat să exploreze cum ar fi interacționat particulele în această eră EMDE, deși natura lor exactă rămâne un mister. Concluzia lor? S-ar fi format o gamă variată de structuri, creând un Univers complex pe care, din păcate, nu era nimeni acolo să-l aprecieze.
Evident, nu putem da timpul înapoi pentru a observa direct aceste etape, iar fizicienii recunosc că există o „gaură” în cunoștințele noastre între perioada inflației și cea a nucleosintezei (formarea hidrogenului și heliului).
„O posibilitate interesantă este că, în acest interval, materia a dominat temporar Universul”, scriu autorii, spre deosebire de perioadele în care energia (inclusiv cea întunecată) era factorul dominant. Dacă o astfel de eră EMDE a existat, ea ar fi dus la formarea unor „halouri” de materie. Acestea ar fi fost mici după standardele de azi – având mai puțin de dublul masei Pământului – dar într-un univers mult mai mic, ar fi fost incredibil de concentrate.
Primele găuri negre, de mărimea unui asteroid?
Dacă particulele din aceste halouri dense ar fi fost capabile să interacționeze, s-ar fi putut combina pentru a crea obiecte compacte. Da, inclusiv găuri negre, în care materia era atât de concentrată încât curba dramatic spațiu-timpul. Având în vedere masele halourilor, găurile negre rezultate ar fi putut avea mase comparabile cu ale asteroizilor.
Deși modeste individual, în această perioadă s-ar fi putut crea atât de multe astfel de găuri negre, încât autorii sugerează că ele ar putea reprezenta materia întunecată pe care astronomii o caută de atâta timp.
Și înainte să vă panicați la gândul că universul ar fi presărat cu astfel de mine invizibile, autorii notează că găurile negre mai mici s-ar fi evaporat demult prin radiația Hawking – multe dintre ele chiar înainte ca Universul să apuce să formeze hidrogen și heliu, la câteva secunde sau minute după EMDE. Deci, amenințarea s-ar putea să nu fie atât de mare.
Apar „Stelele Canibale” și Stelele Bosonice
Probabil sunteți familiarizați cu găurile negre. Dar stelele bosonice? Acestea sunt obiecte teoretice, mai puțin cunoscute, compuse din particule cu spin 0 sau 1. Dacă autorii au dreptate, aceste stele ciudate ar fi luminat pentru scurt timp Universul nou-născut, înainte de a se prăbuși și ele în… ați ghicit, și mai multe găuri negre primordiale.
„Stelele canibale” sună și mai SF, deși numele ar putea fi înșelător. Nu consumau alte stele (care nici nu existau încă). În schimb, aceste obiecte produceau energie prin anihilarea materiei și antimateriei, un proces mult mai eficient decât fuziunea nucleară (care transformă doar o mică parte din materie în energie).
Autorii prezic că, dacă haloul de materie din jurul unei stele canibale ar fi „hrănit-o” – așa cum se așteaptă – masa ei ar fi crescut până la punctul în care s-ar fi prăbușit, devenind (din nou!) o altă gaură neagră.
Deși autorii recunosc posibilitatea ca propria căldură a stelelor canibale să le fi împiedicat să acumuleze masă și, astfel, să le fi salvat de la colaps, este aproape surprinzător că, în acest model, ceva din Universul timpuriu a evitat această soartă. Totuși, ceva trebuie să fi supraviețuit, pentru ca noi să fim aici astăzi.
Studiul a fost publicat în Physical Review D.
