Промена парадигме и потврда Хокингове теорије – уочена црна рупа настала одмах након Великог праска

Ако се потврди да је реч о такозваној примордијалној црној рупи – теоријској класи објеката чије је постојање предвидео Стивен Хокинг, али која никада до сада није била виђена – откриће би могло да доведе у питање владајуће теорије о универзуму.

До сада је преовлађивало мишљење да су најпре настале звезде и галаксије, а да су се црне рупе формирале тек када су најраније звезде потрошиле гориво и урушиле се под сопственом гравитацијом.

Међутим, најновија запажања телескопа, која показују огромну црну рупу са само оскудним ореолом материјала у њеној околини из доба самог свитања космоса, делују неусклађено са овим редоследом догађаја.

„Ова црна рупа је готово гола. Ово је велики изазов за постојеће теорије. Чини се да се ова црна рупа формирала без галаксије која би је окруживала“, рекао је професор Роберто Мајолино, космолог са Универзитета у Кембриџу и члан тима који стоји иза запажања.

Примордијалне црне рупе се хипотетички сматрају објектима насталим у првим делићима секунде након Великог праска, када су гушћи и врелији региони колабирали сами у себе. У том сценарију, црне рупе различитих величина биле су „уграђене“ у структуру космоса од самог почетка и деловале као гравитациони џепови око којих су се прашина и гасови почели груписати, стварајући прве галаксије. Хокинг је ову теорију развио 1970-их, али због недостатка посматрачких доказа, дуго је сматрана спекулативном или „егзотичном“.

Најновија посматрања усмерена су на „малу црвену тачку“ познату као QSO1, стару више од 13 милијарди година, односно из доба када је универзум имао свега 700 милиона година. Она је једна од неколико таквих тачака које је уочио „Џејмс Веб“, а које су толико црвене, компактне и сјајне да астрономи закључују да морају бити древне супермасивне црне рупе.

С обзиром на то да се сматра да црне рупе обично почињу као мале и временом расту „гутајући“ звезде, научници су збуњени како су ове црне рупе могле постати толико масивне у тако раној историји универзума.

Упркос екстремној удаљености QSO1, астрономи су успели да измере орбиталну брзину ореола гаса и прашине. На основу тога је утврђена маса централне црне рупе од 50 милиона сунчевих маса, док је укупна маса околног материјала мања од половине ове вредности, према резултатима објављеним на сајту Arxiv.

„То је у оштром контрасту са оним што посматрамо у нашем локалном универзуму, где су црне рупе у центрима галаксија (попут Млечног пута) око хиљаду пута мање масивне од своје галаксије-домаћина“, рекао је Мајолино.

Црна рупа без оближње галаксије

У посебној анализи, утврђено је да је светлећи материјал око црне рупе хемијски „нетакнут“, састављен готово искључиво од водоника и хелијума – два елемента настала после Великог праска. Одсуство тежих елемената, који се стварају у звездама, додатно указује на то да у близини црне рупе нема значајнег формирања звезда.

„Ови резултати представљају промену парадигме. Сведоци смо настанка масивне црне рупе без развијене галаксије, бар колико подаци показују“, рекао је Мајолино.

Још један могући сценарио је да је у раном универзуму огроман облак гаса и прашине колабирао директно у црну рупу, уместо да се разломи и формира звезде. Али „директно урушавање“ захтева веома специфичне услове који нису уочени у овим посматрањима, због чега научници дају предност сценарију примордијалне црне рупе.

Професор Ендру Понтзен, космолог са Универзитета у Дарему, који није учествовао у истраживању, рекао је да би потврђено примордијално порекло црних рупа имало дубоке последице по фундаменталне законе физике.

„Истраживачи иза ове студије користе нова телескопска запажања да ојачају аргументе у прилог примордијалном пореклу, али то је индиректан доказ и биће потребно време да се дебата реши. За десетак година, следећа генерација детектора гравитационих таласа, савршених за откривање црних рупа широм универзума, ставиће тачку на ову расправу“, додаје Понтзен.