Dva fizičara smatraju da bismo trebali provjeriti postoji li drevna crna rupa veličine grejpa i voća koja se skriva u našem Sunčevom sustavu. A taj maleni, teški predmet mogao bi zapravo zauzeti mjesto teoretskog planeta za koji neki istraživači misle da bi mogao trzati druge objekte u našem Sunčevom sustavu, tzv. Planet 9.
Znači li to da se u našem kutku prostora zaista skriva crna rupa? Ne, rekli su istraživači.
Ali sastavili su argument za njegovo postojanje za koji smatraju da je dovoljno uvjerljiv da bi ga se isplatilo pogledati.
Evo kako to ide:
Daleko u vanjskim dosezima Sunčevog sustava, prošlo gdje orbituje Neptun, naš najudaljeniji poznati planet, nalazi se pregršt malih predmeta koji se čudno ponašaju. Ovi "trans-nuptunski objekti" (TNO-i) sjedinjeni su na neobične načine i skloni su vrtenju oko sjekira koje upućuju na jedan široki dio neba, daleko od poznatih planeta. Također, kritično, TNO-i orbitiraju u drugačijoj ravnini od osam poznatih planeta. To upućuje na to da ih nešto ozbiljno opterećuje.
Neki astronomi pogledali su taj čudan obrazac, izveli neke proračune i zaključili da tamo mora postojati drugi planet, onaj koji je 10 do 20 puta veći od mase Zemlje i slijedi neuglednu orbitu koja ga nosi stotine puta Zemljine udaljenosti od Sunce. To je bizarna teorija, obično nazivana "Planet 9", ali ona koju astronomi shvataju ozbiljno. Lov na planetu 9 traje već godinama, a astronomi koriste vizualnu svjetlost i infracrvene teleskope za skeniranje najudaljenijih dijelova Sunčevog sustava.
"Ono što smo shvatili je da je gravitacija važna stvar", rekao je Jakub Scholtz, fizičar sa sveučilišta Durham u Engleskoj i jedan od dvojice astronoma koji stoje iza te ideje. "Ne treba biti planet. Najsmješnije ili možda najsigurnije objašnjenje je da je to planet. No, kao teorijski fizičari, znamo da kozmologija ranog svemira može vrlo lako uvesti niz vrlo zanimljivih novih teorijskih tijela - od kojih je… iskonske crne rupe. "
Primordijalne crne rupe su različite
Kad govorimo o crnim rupama, mislimo na ogromne predmete nastale kada se divovske zvijezde urušavaju u sebe, zarobljavajući svoju masu u beskonačno gustim singularnostima, okružene divovskim "horizontima događaja" iz kojih nijedna svjetlost ne može pobjeći. No, neki kozmolozi vjeruju da su se u prvim trenucima svemira, kada je sve bilo vruće i gusto i odmaklo se od Velikog praska, a još se nisu formirale zvijezde, već pojavile crne rupe.
Ti prvobitni duhovi stvaranja svemira nastali bi kad bi se komadi te rane materije složili tako čvrsto da su se sakupljali u jedinstvenosti.
"Taj dio svemira je toliko gust, da jednostavno postaje crna rupa", rekao je Scholtz za Live Science.
Te bi crne rupe bile manje od zvjezdanih crnih rupa nastalih od urušavanja masivnih zvijezda, rekao je James Unwin, fizičar sa Sveučilišta u Chicagu i koautor rada. I prema nekim modelima bili bi samo šačica puta teža od Zemlje.
Crna rupa te mase ne bi nalikovala mnogo, rekao je Unwin. Njegov horizont događaja bio bi malen - o veličini grejpa ako je pet puta veća od Zemljine mase, a o veličini kugle za kuglanje 10 puta većoj od Zemljine mase. Ali gravitacija je gravitacija. Kad bi PBH pronašao svoj put u naš Sunčev sustav, ta crna rupa bi se kretala oko Sunca poput planeta, a pukla bi na patuljaste planete i asteroide baš kao što bi to činili teoretski planet 9. Ne bi se moglo reći o utjecaju gravitacije planeta od primordijalne crne rupe iste mase.
Isti modeli koji proizvode iskonske crne rupe, rekao je Unwin, nude i najbolje objašnjenje kako je Higgsov mehanizam (za koji se misli da unosi masu na sve čestice) i druga osnovna fizika nastao u svemiru. Dakle, postoji dobar razlog za misliti da takve stvari postoje, bez obzira jesu li ikad završile u našem Sunčevom ili bilo kojem drugom zvjezdanom sustavu. Ali niko ga zapravo nikada nije pronašao.
Crne rupe za savijanje svjetla
Međutim, postoje noviji dokazi koji ukazuju na to da bi oni zaista mogli postojati, rekao je Unwin.
"Mislim da je to u javnosti prilično nepoznato", rekao je Unwin, "i to zaista pokušavamo donijeti širokoj pažnji."
U Poljskoj postoji eksperiment nazvan eksperiment optičkog gravitacijskog lečenja (OGLE). Skenira nebo radi otkrivanja gravitacijskog "mikrolečenja", mjesta u svemiru gdje je planet ili gravitacija nekog drugog predmeta savila put zrake svjetlosti, uslijed čega je pogodila Zemlju. U slučajevima zvijezda koje je proučavao OGLE, ovo svjetlosno savijanje samo izgleda poput zvijezde koja trenutno blista.
Ali OGLE je izvijestio nešto neobično, rekli su. Šest puta je uočio vrlo kratke događaje mikrolečenja u trajanju kraćem od 0,3 dana, što sugerira vrlo brze objekte između 0,5 masa Zemlje i 20 masi Zemlje koji premotavaju prošle zvijezde. Tako ne izgledaju planete na OGLE, rekao je Unwin, i postoji dobar razlog za sumnju da bi šest objekata moglo biti iskonske crne rupe. (Druga je mogućnost da se "slobodno plutajuće planete" vrlo brzo kreću po sustavima izvan zvijezda, ali trenutni planetarni modeli ne bi predviđali da će se mnogi takvi planeti zumirati širom svemira.)
Ako je tih šest predmeta bile male, drevne crne rupe, rekao je Scholtz, onda to znači da takve crne rupe nisu toliko rijetke u svemiru. Ne biste očekivali da će se oni pojaviti u svim zvjezdanim sustavima, rekao je. A većina bi slobodno letela kroz svemir. Ali ne bi bilo strašno šokantno kada bi naš sustav imao sreće i pokupio jedan, rekao je.
Teorija planete 9-crnih rupa tada objašnjava dvije misterije: trans-Neptunovska anomalija objekta i OGLE anomalija.
"Te dvije stvari upućuju na isti raspon masa", rekao je Unwin. "To je stvar zbog koje smo bili prilično uzbuđeni."
"To je ključna stvar", dodao je Scholtz. "Nestali planet nalazi se negdje između možda pet i 20 zemaljskih masa, a OGLE dokazi ukazuju negdje između 0,5 i 20 zemaljskih masa. Dakle, ovo je sasvim slučajnost."
Ako se anomalija TNO-a zaista pokaže kao crna rupa, rekao je Unwin, to je ogroman posao. Dokazao bi postojanje iskonskih crnih rupa i uklonio im masovni raspon koji bi objasnio kada se tačno u povijesti svemira oformili - što bi onda objasnilo kako nastaju veliki broj drugih komada fizike.
Znači li to da je bilo istraživač uvjeren da u našem Sunčevom sustavu postoji crna rupa ili čak misli da je valjda jedna? Ne, obojica su rekla. Moguće je da anomalija TNO-a zapravo ne upućuje na jedan težak predmet ili da je OGLE anomalija pahulja ili rezultat neispravne opreme.
Postoji li Planet 9?
Neki astronomi sumnjaju da uopće postoji nešto tamo.
"Ne znam dovoljno o PBH kako bih znao koliko zaliha uložiti u vjerojatnost da će imati jedan u dalekom Sunčevom sustavu", rekao je Nathan Kaib, astronom sa Sveučilišta u Oklahomi koji nije bio uključen u rad Unwina i Scholtza , "Međutim, reći ću da sam pomalo skeptičan prema potrebi planete 9."
Orbitalna anomalija TNO-a (trans-neptunijski objekt) čini se stvarnom, rekao je, ali ova ideja o planetu koja se krije izvan TNO-a to ne objašnjava tako dobro. I kako je napisao u radu objavljenom 2. srpnja u časopisu Astronomical Journal, očekivali biste da će Planet 9 stvoriti druge anomalije koje se nisu pojavile u podacima.
"To me ostavlja pomalo skeptično prema postojanju planeta, i ako bi PBH trebala proizvesti iste ... efekte kao i planet, pretpostavljam da bih i ja bio podjednako sumnjičav prema njemu, ali to je prilično neovisno o ideji PBH-ovi sami ", rekao je Kaib.
Ali neki astronomi i dalje misle da tamo postoji planet. I to je dokaz dovoljno jak, a lov na planet trajao je dovoljno dugo, rekao je Unwin, da je barem vrijedno istražiti da li neki efekt nalik planeti koji nije planet uzrokuje efekt.
Jedan način da se provjeri, sugerirali su u dokumentu koji još nije recenziran i objavljenom na internetskom poslužitelju arXiv, traženje znakova "uništavanja tamne materije". Teorije PBH-a sugeriraju da bi bili okruženi gustim oreolom tamne materije koji bi mogli djelomično preživjeti netaknuti čak i nakon milijardi godina lutanja svemirom. A neke teorije tamne materije sugeriraju da se ponekad njegove čestice "uništavaju" i pretvaraju u fotone gama zraka. Mogli bismo potencijalno otkriti te fotone na Zemlji.
(Takvo bi otkriće konačno moglo riješiti treću misteriju divovske fizike, za one koji to prate: može li se tamna tvar pretvoriti u čestice koje prepoznajemo iz svjetlosnog svemira.)
Naši su teleskopi možda već pokupili te fotone gama-zraka, napisali su istraživači. Dakle, njihov je sljedeći korak pregled podataka iz svemirskog teleskopa Fermi Gamma-ray, koji skenira čestice širokim mrljama ne bi li pronašli bilo kakve nagovještaje.
Schotz je rekao da su mogućnosti za gama-zrake malene crne rupe. Čak bismo mogli poslati misiju tamo, rekao je.
"Ovo je potencijalno prilika da se igramo sa pravom crnom rupom", rekao je. "Koliko je to uzbudljivo?"
Ipak, nitko se još nije kladio na to.
