Tenk deg at svarte hull fantes før stjernene
Jeg må fortelle deg om noe som virkelig har fascinert meg denne uken. Forskere kan ha funnet bevis for svarte hull som eksisterte før de første stjernene i det hele tatt. Før galakser. Før... ja, så godt som alt annet.
Og denne oppdagelsen kan hjelpe oss med å endelig forstå en av universets største gåter: mørk materie.
Jeg vet — det høres ut som noe fra en sci-fi-film. Men heng på.
Hva LIGO oppdaget
Forskere ved University of Miami har studert et merkelig signal fra LIGO (du husker kanskje LIGO fra da de først oppdaget gravitasjonsbølger i 2015 — det var en stor begivenhet). Observatoriet fanget opp det som ser ut til å være en kollisjon mellom to svarte hull, men med en twist. Ett av objektene var utrolig lite — mindre enn massen til solen vår. Og det skal ikke være mulig. I hvert fall ikke med det vi trodde vi visste om hvordan svarte hull dannes.
Hvorfor dette er viktig
Vanlige svarte hull — de vi kjenner til — oppstår når massive stjerner dør i kraftige supernovaeksplosjoner. De har masser fra noen få ganger solens masse til milliarder av ganger mer. Men et svart hull mindre enn solen vår? Det er mye vanskeligere å forklare gjennom vanlig stjerneutvikling.
Disse bitte små objektene kalles primordiale svarte hull, og forskerne tror de ble dannet i løpet av de første brøkdelene av et sekund etter Big Bang. Tenk på det. Vi snakker om svarte hull som oppsto da universet knapt var nyfødt — før atomer eksisterte, før noe vi gjenkjenner i dag.
Teorien er ikke ny. Den strekker seg tilbake til kalde krigen, da sovjetiske forskere først lanserte ideen. Stephen Hawking utviklet konseptet videre på 1970-tallet, og antydet at disse urgamle svarte hullene kunne være overalt — til og med utgjøre det vi kaller mørk materie.
Hvorfor mørk materie er så fascinerende
Mørk materie er... vel, vi vet faktisk ikke hva det er. Litt flaut for vitenskapen, ikke sant? Men her er hva vi vet: Den er usynlig, den verken sender ut eller absorberer lys, og den utgjør omtrent 85 prosent av all materie i universet. Uten dens gravitasjonskraft hadde galakser som vår egen sannsynligvis ikke eksistert.
Problemet? Vi kan ikke direkte påvise mørk materie. Vi vet bare at den er der fordi vi ser hvordan den påvirker gravitasjonen på kosmisk skala.
Her blir primordiale svarte hull virkelig interessante. Hvis de finnes i riktig mengde, kan de være mørk materie. Ikke bare forklare den — faktisk utgjøre den.
Er dette beviset?
Tilbake til det merkelige LIGO-signalet. Miami-teamet kjørte beregninger for å se hvor mange primordiale svarte hull som kan være der ute, og hvor ofte vi ville forvente å oppdage dem i kollisjon med andre objekter. Resultatene deres tyder på at signalet LIGO fanget opp er forenlig med et primordialt svart hull — og ikke i strid med ideen om at disse objektene utgjør (eller bidrar betydelig til) mørk materie.
«Vi tror studien vår vil bidra til å bekrefte at de faktisk eksisterer,» sa Nico Cappelluti, en av forskerne. Ganske spennende ord.
Men her er greia — og jeg setter pris på at forskerne selv er ærlige om dette — én oppdagelse er ikke nok. Vi trenger mer. Flere signaler, mer data, flere bekreftelser.
«LIGO fanget opp det som er svært sterke bevis for at denne typen svarte hull eksisterer,» forklarte Cappelluti. «Men vi må oppdage nok et slikt signal, eller til og med flere, for å få den endelige bekreftelsen på at de er ekte.»
Ventetiden er en del av moroa
Jeg elsker at vitenskapen fungerer på denne måten. Ingen hastverk med konklusjoner, selv når resultatene er fristende. LIGO fortsetter å observere kosmos, og deres internasjonale partnere gjør det samme. Hver oppdagelse bringer oss nærmere en forståelse av om primordiale svarte hull er virkelige — og om de har gjemt seg i det åpne hele tiden, og utgjort den mystiske mørke materien som holder universet vårt sammen.
For nå venter vi. Men ærlig talt? Det faktum at vi i det hele tatt har denne samtalen — at vi har instrumenter følsomme nok til å oppdage rynker i romtiden fra svarte hull mindre enn solen vår — føles bemerkelsesverdig. Vi lever i en utrolig tid for astronomien.
Og hvis disse små, urgamle svarte hullene viser seg å være ekte? Alt vi trodde vi visste om det tidlige universet ble nettopp mye mer interessant.