Το ενδιαφέρον των ερευνητών είναι μεγάλο για το πρώιμο σύμπαν. Πολυάριθμες παρατηρήσεις, ιδίως με το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, έχουν αποκαλύψει στοιχεία ότι το νεαρό σύμπαν κατοικείται από εξαιρετικά μεγάλες μαύρες τρύπες.
Αν και οι αστρονόμοι δεν μπορούν να δουν τις μαύρες τρύπες άμεσα, παρατηρούν κβάζαρ. Τί ειναι τα κβαζαρς όμως; Τα κβάζαρ είναι μια πυκνή άλως υλικού που περιβάλλει την κεντρική μαύρη τρύπα μεγάλης μάζας, ενός νεαρού γαλαξία. Κοινώς είναι τα υλικά που περιστρέφονται γύρω από μια τεράστια μαύρη τρύπα στο κέντρο νεαρών γαλαξιών και από αυτά τα υλικά σχηματίζονται τα αστέρια του γαλαξία.
Το παλαιότερο γνωστό κβάζαρ υπήρχε όταν το σύμπαν μας ήταν μόλις μερικών εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών. Η ύπαρξη παλαιών κβάζαρ σημαίνει ότι έπρεπε να υπάρχουν και υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, αν και κάτι τέτοιο αμφισβητείται. Απ’ όσο γνωρίζουμε, ο μόνος τρόπος για να δημιουργηθούν μαύρες τρύπες είναι μέσω του θανάτου τεράστιων άστρων. Όμως αυτά αφήνουν πίσω τους μαύρες τρύπες με μάζες μόνο μερικές φορές μεγαλύτερες από αυτές του ήλιου. Για να δημιουργηθεί ένα κβάζαρ, μια μαύρη τρύπα πρέπει να έχει τουλάχιστον εκατομμύρια φορές τη μάζα του ήλιου.
Όμως τα κβάζαρ εμφανίζονται τόσο νωρίς στο πρώιμο σύμπαν, που δεν υπάρχει αρκετός χρόνος για να γεννηθούν και να πεθάνουν τα πρώτα αστέρια και στη συνέχεια να επιτρέψουν στις μαύρες τρύπες που απομένουν να συγχωνευθούν και να συσσωρεύσουν αέριο ώστε να γίνουν υπερμεγέθεις. Για να λύσει το μυστήριο αυτό, μια ομάδα αστρονόμων του UCLA και του Πανεπιστημίου του Τόκιο προτείνει ότι ίσως μικροσκοπικές μαύρες τρύπες βοήθησαν σε αυτή τη διαδικασία.
Ένας πιθανός τρόπος για την δημιουργία γιγανιαίων μαύρων τρυπών, είναι να παρακάμψουμε το κομμάτι σχηματισμού άστρων και απλώς να δούμε κατάρρευση στα τεράστια νέφη αερίου υδρογόνου, ώστε ενα δημιουργήσουν μια μαύρη τρύπα. Για να γίνει όμως αυτό, θα πρέπει να απαλλαγούμε από την θερμότητα που διαθέτει. Αυτό που κανει τα πράγματα πιο δύσκολα είναι πως τα ψυχρό υδρογόνο, μετατρέπεται από ελεύθερα άτομα υδρογόνου σε διατομικά άτομα υδρογόνου.
Τα μόρια υδρογόνου είναι πολύ καλά στο να ψύχονται, εκπέμποντας ακτινοβολία. Μάλιστα στο παραδοσιακό σενάριο, πριν το νέφος από άτομα υδρογόνου έχει ευκαιρία να καταρρεύσει σε μαύρη τρύπα, σπάει σε μικρότερους θύλακες μοριακού υδρογόνου, με τον κάθε έναν από αυτούς να σχηματίζει αστέρια.
Το κόλπο είναι να κρυώσει το τεράστιο νέφος υδρογόνου, αλλά όχι τόσο γρήγορα, ώστε να δημιουργηθεί μια τεράστια μαύρη τρύπα. Σύμφωνα με την νέα θεωρία, εκεί έρχονται οι μικροσκοπικές μαύρες τρύπες για να σώσουν την κατάσταση.
Η φυσική του πρώιμου σύμπαντος μέσα στα πρώτα δευτερόλεπτα της Μεγάλης Έκρηξης είναι τόσο έντονη που το σύμπαν μπορεί να παρήγαγε άμεσα αναρίθμητες μικρές μαύρες τρύπες . Αυτές οι μικρές μαύρες τρύπες όμως δεν ζουν για πάντα- εξατμίζονται μέσω της εκπομπής ακτινοβολίας Χόκινγκ, και πιθανότατα μόνο ένα μικρό κλάσμα από αυτές έχει επιβιώσει μέχρι σήμερα.
Η ακτινοβολία Hawking ονομάζεται η ακτινοβολία που εκπέμπει μια μαύρη τρύπα. Ο Stephen Hawking συνδυάζοντας γενική σχετικότητα, κβαντομηχανική και θερμοδυναμική, απέδειξε την εξίσωση της θερμοκρασίας μιας μαύρης τρύπας:
Σύμφωνα με την εξίσωση αυτή, η θερμοκρασία μιας μαύρης τρύπας είναι αντιστρόφως ανάλογη με την μάζα της – όσο μικραίνει η μάζα της μαύρης τρύπας η θερμοκρασία της αυξάνεται. Το αποτέλεσμα είναι η μάζα να μειώνεται όλο και πιο γρήγορα και η μαύρη τρύπα να εξατμίζεται.
Αλλά σε εκείνη την πρώιμη εποχή του σύμπαντος, τα πρώτα αστέρια, οι γαλαξίες και οι μαύρες τρύπες μπορεί να ήταν πολύ πιο άφθονα. Καθώς εξατμίζονταν, εξέπεμπαν ακτινοβολία και οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι αυτές οι μικρές μαύρες τρύπες μπορούσαν να απελευθερώσουν ακριβώς τη σωστή ποσότητα θερμότητας για να εμποδίσουν ένα γιγάντιο νέφος αερίου να κατακερματιστεί σε μοριακές μάζες υδρογόνου, επιτρέποντας έτσι στο νέφος να καταρρεύσει αργά και σταθερά σε μια ενιαία γιγάντια μαύρη τρύπα.
Πηγές: physicsgg.me & Livescience.com
