Steril neytrinolar, aksionlar və zəif qarşılıqlı təsir göstərən kütləvi hissəciklər (WIMPs) kimi hissəciklərdən başqa, kainatın soyuq qaranlıq maddəsinə əsas namizəd Böyük Partlayışdan sonra ilk saniyələrdə atomaltı hissəciklərin son dərəcə sıx konqlomerasiyalarından yaranan qara dəliklərdir.

İbtidai qara dəliklər (PBH) klassik olaraq sabitdir, lakin 1975-ci ildə Stiven Hokinqin göstərdiyi kimi, onlar kvant effektləri vasitəsilə buxarlana bilir , az qala qara cisim kimi şüalanır. Beləliklə, onların bir ömrü var; onların ilkin kütləsinin kubuna mütənasibdir. Böyük Partlayışdan 13,8 milyard il keçdiyinə görə, yalnız ilkin kütləsi trilyon kiloqram və ya daha çox olan PBH-lər bu günə qədər sağ qalmalı idi.

Bununla belə, qara dəliyin ömrünün yaddaş yükü effektinə görə Hawkingin proqnozundan xeyli uzun ola biləcəyi irəli sürülüb , burada qara dəliyin daşıdığı məlumat yükü onu buxarlanmaya qarşı sabitləşdirir.

Beləliklə, əvvəllər buxarlandığı düşünülən PBH-lər hələ də təxminən 10 milyon kiloqramdan yüngül soyuq, qaranlıq maddə kimi mövcud ola bilər.

Yaponiyadan olan bir tədqiqat qrupu indi PBH-ləri əmələ gətirən ilkin əyrilik pozğunluqlarının yaratdığı qravitasiya dalğalarını tədqiq etməklə hipotetik PBH qaranlıq maddəni aşkar etməyi təklif etdi. Onların işləri Physical Review D -də dərc olunub .

Tokiodakı Yaponiya Milli Astronomiya Rəsədxanasından Kazunori Kohri və ölkədəki bir sıra digər fizika tədqiqat təşkilatları ilə əlaqəli olan Kazunori Kohri, “Bu tədqiqat dünyada PBH-lərin qaranlıq maddə olduğuna dair sübutların gələcək qravitasiya dalğası müşahidələri ilə təsdiqlənəcəyini təklif edən ilk tədqiqatdır”.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1751428779&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1748071309&rafmt=1&armr=3&format=540×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-05-primordial-black-holes-today-dark.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM2LjAuNzEwMy4xMTQiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMzYuMC43MTAzLjExNCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNi4wLjcxMDMuMTE0Il0sWyJOb3QuQS9CcmFuZCIsIjk5LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1748071309525&bpp=4&bdt=651&idt=436&shv=r20250521&mjsv=m202505200101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1748071251%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1748071251%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D1b1b09cf233e1b4b%3AT%3D1735548424%3ART%3D1748071251%3AS%3DAA-AfjZKostxhmsFX2YCqOZbTGHa&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=1220157093913&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=1948&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=31092113%2C95332923%2C95333409%2C95353386%2C95360609%2C31092611%2C95344788%2C95361617%2C95360954%2C95360801&oid=2&pvsid=7847538088279568&tmod=771716099&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=442

Çoxlu sayda (indiyə qədər) eksperimental axtarışlara baxmayaraq, fiziklər hələ də hissəcik sürətləndiricilərində, yeraltı və buz detektorlarında və kosmosda birbaşa və ya dolayı yolla qaranlıq maddənin əlamətlərini görməmişlər .

“Vəziyyət belə davam edərsə, qaranlıq maddənin kabus ssenarisi, yəni yalnız cazibə qüvvəsi ilə qarşılıqlı təsir göstərən qaranlıq maddənin olduğu ssenari əhəmiyyətli olacaq” deyə Kohri və onun həmmüəllifləri yazır. Makroskopik qaranlıq maddə cavab ola bilər, məsələn, PBH-lər bu günə qədər sağ qalıbsa, PBH ssenarisi.

Hawking-in qara dəliklərin şüalanması ilə bağlı gəldiyi nəticə onların sonda tamamilə buxarlanacağı və mövcudluğunu dayandıracağı deməkdir. Lakin Hawkingin hesablaması, buxarlanan qara dəlikdə yaradılmış hissəciklərin kvant geri reaksiyasına məhəl qoymadan, bütün həyatı boyu yarı klassik qara dəliyin olmasını nəzərdə tuturdu.

Tam müalicə 2018-ci ildə gürcü nəzəri fiziki Gia Dvali tərəfindən kəşf edilmiş yaddaş yükü effektini ortaya qoyur . Qara dəliyi qravitonlar kondensatı kimi nəzərdən keçirərkən, cazibə qüvvəsinin güman edilən daşıyıcıları, mikro kvant halları qara dəliyin entropiyasına cavabdehdir.

“Yaddaş” qara dəlikdə saxlanılan məlumatı nəzərdə tutur; bu saxlanılan məlumat qara dəliyi sabitləşdirir və onu çürüməyə daha davamlı edir. Qara dəliyin vəziyyəti öz yaddaşının yükü ilə sabitləşir. Qara dəlik ilkin kütləsinin təxminən yarısını itirdikdə təsir əhəmiyyətli olur.

Kohri, “Kvant cazibəsi sahəsində ən aktual mövzu olan Yaddaş Yükü Effektinə inansaq, çox az qeyri-müəyyənliklə bir nəzəriyyə qura bilərik” dedi.

Yaddaş yükü əhəmiyyətli olduqda qara dəliyə nə baş verdiyi hələ tam aydın deyil – ola bilsin ki, Hokinqin buxarlanması yatırılır və ya qara dəlik bəzi parçalara və qravitasiya dalğalarına çevrilir.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklər əldə edin .Abunə ol

Kohri və onun həmmüəllifləri diqqəti birinci ehtimala yönəldiblər. Dvali və onun əməkdaşları iddia etdilər ki, Hawking emissiya dərəcəsi qara dəliyin entropiyasının bəzi tam gücü ilə sıxışdırılır.

Qara dəliklər böyük miqdarda entropiyaya malikdir; Günəş kütləsi olan Schwarzschild qara dəliyinin Boltzman sabitinin vahidində 10 ⁷⁷ entropiyası var . Müqayisə üçün, Günəşin entropiyası 10 ^58- dir .

Beləliklə, qara dəliyin ömrü xeyli uzanır. Kosmoloji məhdudiyyətlər oyun zamanı PBH-lərə aşağı və yuxarı məhdudiyyətlər qoyur: Beləliklə, Kohri və həmkarları ilkin kütləsi 100 kq-dan 10 milyon kq-a qədər olan PBH-lərə diqqət yetirirlər.

Populyar PBH istehsal mexanizmlərindən biri, son dərəcə gücləndirilmiş kosmos-zaman əyriliyi pozğunluqları ilə erkən kosmoloji yamaqların qravitasiya çökməsidir. Kainatın radiasiyanın üstünlük təşkil etdiyi bu dövrdə, PBH-nin ilkin kütləsi ilə birə-bir uyğunluqda tipik bir tezliklə əhəmiyyətli miqdarda qravitasiya dalğaları da induksiya olunur.

Bu qravitasiya dalğalarının indiki kainatdakı müşahidə xassələrinin öyrənilməsi, geniş hesablamalar nəticəsində bu gün tezlik funksiyası kimi mövcud olan qravitasiya dalğalarının spektrləri, həmçinin gələcək qravitasiya dalğası rəsədxanaları ilə bir illik müşahidələr üçün gözlənilən siqnal- səs nisbəti əldə edilmişdir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1751428779&adf=3984658916&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1748071329&rafmt=1&armr=3&format=540×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-05-primordial-black-holes-today-dark.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM2LjAuNzEwMy4xMTQiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMzYuMC43MTAzLjExNCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNi4wLjcxMDMuMTE0Il0sWyJOb3QuQS9CcmFuZCIsIjk5LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1748071309529&bpp=3&bdt=655&idt=553&shv=r20250521&mjsv=m202505200101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1748071251%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1748071251%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D1b1b09cf233e1b4b%3AT%3D1735548424%3ART%3D1748071251%3AS%3DAA-AfjZKostxhmsFX2YCqOZbTGHa&prev_fmts=0x0%2C540x280%2C336x280%2C336x280&nras=1&correlator=1220157093913&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=4642&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=1784&eid=31092113%2C95332923%2C95333409%2C95353386%2C95360609%2C31092611%2C95344788%2C95361617%2C95360954%2C95360801&oid=2&psts=AOrYGsmfeX8xTpUDW9UAQCthqMj_0PGnT2df7Rng95_q_xZ6-OQuNMf4BNlKN7j5XkU_1P0UEQ8SO4tOwT-TdjmjMIFQwrWU%2CAOrYGsnhoSaOTqte7NvrIf-GRU_MXxovzdoenw_wHTpvs7gxjR5jndcdud4Q2wUhT4H7Bz7qv5JR5uU7irTQwWrfjEo7N5hL%2CAOrYGskSfxyxnWIE_Hv5nElpqc7iJZlo9Q9bNukthgXik0_T7H64_nuz_OIopL7mjCIR8C8X4yCTnlONgteI-s2m4tBDRgUp&pvsid=7847538088279568&tmod=771716099&uas=3&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=3&fsb=1&dtd=20274

Onların gözlənilən induksiya edilmiş cazibə dalğası spektrləri ilə bağlı hesablamaları göstərir ki, kifayət qədər ağır yaddaş yüklü PBH qaranlıq maddə bu gün müşahidə edilə bilər, çünki onlar nisbətən aşağı tezlikli qravitasiya dalğalarını yaradırlar.

Gələcək rəsədxanalar bu məqsədlə hazırlanır, məsələn, kosmosa əsaslanan LISA (Lazer İnterferometr Kosmos Antennası), Yaponiyada DECIGO (Deci-hertz İnterferometr Qravitasiya Dalğası Rəsədxanası), Avropa Kosmik Agentliyi (ESA) tərəfindən təklif olunan Böyük Partlayış Rəsədxanası (BBO) LISA-nı yerinə yetirərkən və digərləri.

Kohri və onun həmkarları dalğaların tezliyi baxımından gözlənilən spektrlərin qrafiklərini hazırladılar və faktiki müşahidələrdə görünəcək siqnal-səs nisbətlərini proqnozlaşdırmaq üçün tənliklərini genişləndirdilər.

Tədqiqatçılar həmçinin qravitasiya dalğası astronomlarının yaddaşla yüklənmiş PBH qaranlıq materiyasının ssenarisini təsdiq və ya istisna edə biləcəyi meyarları təqdim edirlər. Yenə də yaddaş yüklü PBH qaranlıq maddənin qeyri-xətti dinamikası qravitasiya dalğalarının təfərrüatlı formasını müəyyən edəcəkdir .

İnduksiya edilmiş dalğaların pik tezliyi 30 meqahers qədər yüksək ola bilər ki, bu da ABŞ-dakı iki LIGO-nun aşkar edə biləcəyi 10 kilohers zirvəsindən 3000 dəfə yüksəkdir. Bununla belə, hesablamalar göstərir ki, spektrlərdə daha aşağı pik tezlikləri nəzərdə tutan infraqırmızı cığır var.

Bunlar LIGO ilə eyni L formalı dizayna malik, lakin LIGO-nun 4 km əvəzinə 40 km uzunluğunda interferometr qollarına malik olan üçüncü nəsil yer əsaslı cazibə dalğası rəsədxanası tərəfindən təklif edilən Kosmik Explorer tərəfindən aşkar edilə bilər.

Daha çox məlumat: Kazunori Kohri və digərləri, Yaddaş yükü effekti ilə ibtidai qara dəlik qaranlıq maddəni araşdıran induksiya edilmiş cazibə dalğaları, Fiziki İcmal D (2025). DOI: 10.1103/PhysRevD.111.063543 . arXiv- də : DOI: 10.48550/arxiv.2409.06365

Jurnal məlumatı: arXiv , Physical Review D  

© 2025 Science X Network