Rubrika: Černé díry

Primordiální černé díry mohly vytvořit hmotu ve vesmíru

Nová fyzikální interpretace naznačuje, že samotný vznik hmoty nemusel být důsledkem náhody. Mohl být výsledkem extrémních výbuchů mikroskopických černých děr v prvních okamžicích existence vesmíru.

Raný vesmír byl prostředí, které si dnes dokážeme představit jen přibližně. Neexistovaly galaxie ani hvězdy. Prostor byl vyplněn extrémně hustou a horkou plazmou složenou z elementárních částic. V tomto prostředí mohly vznikat objekty, které dnes prakticky nepozorujeme, primordiální černé díry.

Co jsou primordiální černé díry

Primordiální černé díry jsou hypotetické objekty, které mohly vzniknout krátce po Velkém třesku. Na rozdíl od běžných černých děr nevznikají kolapsem hvězd, ale přímým zhroucením extrémně hustých oblastí v raném vesmíru.

Jejich velikost mohla být velmi různorodá. Některé mohly mít hmotnost srovnatelnou s horou, jiné mohly být ještě menší. Právě ty nejmenší mají zásadní význam pro novou teorii.

Podle fyzikálních modelů tyto malé černé díry postupně ztrácejí energii prostřednictvím Hawkingova záření a nakonec zanikají.
https://en.wikipedia.org/wiki/Primordial_black_hole

Výbuch místo tichého zániku

Standardní představa říká, že černá díra se postupně vypařuje a její energie se rozptýlí do okolí. Novější interpretace ale naznačuje, že konečná fáze může být mnohem dramatičtější.

Jak černá díra ztrácí hmotnost, její teplota roste. V závěrečné fázi se proces výrazně zrychlí a může dojít k prudkému uvolnění energie, které má charakter výbuchu.

Tento scénář vychází z kvantové teorie pole v zakřiveném časoprostoru a z Hawkingova mechanismu.
https://en.wikipedia.org/wiki/Hawking_radiation

Energetické rázové vlny v plazmě

Výbuch mikroskopické černé díry by neuvolnil energii do prázdného prostoru, ale do extrémně husté plazmy raného vesmíru. To je zásadní rozdíl oproti dnešnímu vesmíru.

V takovém prostředí by vznikaly silné rázové vlny. Ty by vytvářely prudké změny hustoty a tlaku, které by ovlivňovaly chování částic na fundamentální úrovni.

Podle analýz publikovaných na phys.org může právě tento mechanismus hrát klíčovou roli v procesech, které vedly ke vzniku hmoty.
https://phys.org/news/

Problém baryogeneze

Jedna z největších záhad fyziky spočívá v tom, proč ve vesmíru existuje více hmoty než antihmoty. Podle základních teorií by měly vznikat ve stejném množství a vzájemně se zničit.

Realita je jiná. Vesmír je téměř celý tvořen hmotou. Tento rozdíl se označuje jako baryonová asymetrie.

Proces, který tuto asymetrii vytvořil, se nazývá baryogeneze.
https://en.wikipedia.org/wiki/Baryogenesis

Možné řešení z hlubin vesmíru

Nová hypotéza spojuje baryogenezi právě s výbuchy primordiálních černých děr. Rázové vlny mohly vytvářet podmínky, ve kterých došlo k narušení rovnováhy mezi hmotou a antihmotou.

V extrémních podmínkách raného vesmíru mohlo dojít k porušení symetrií, které za normálních okolností platí. Výsledkem mohl být malý, ale zásadní přebytek hmoty.

Tento malý rozdíl stačil k tomu, aby vznikly všechny galaxie, hvězdy i planety, které dnes pozorujeme.

Důsledky pro kosmologii

Pokud se tato teorie potvrdí, znamená to zásadní změnu pohledu na vznik hmoty. Hmota by nebyla vedlejším produktem náhodných procesů, ale důsledkem konkrétní fyzikální dynamiky v raném vesmíru.

Zároveň by to znamenalo, že primordiální černé díry hrály mnohem důležitější roli, než jsme dosud předpokládali.

Takový scénář by propojil kvantovou fyziku, obecnou relativitu a kosmologii do jednoho vysvětlení.