Apakah materi gelap itu? Bagaimana lubang hitam supermasif sebenarnya muncul? Pertanyaan lama ini mungkin bisa dijawab oleh lubang hitam primordial. Ahli kosmologi dari Leiden dan Cina telah mengidentifikasi cara baru yang melaluinya benda-benda hipotetis ini bisa lahir segera setelah Big Bang. Pekerjaan mereka telah diterbitkan di Physical Review Letters.
Ilmuwan dihadapkan pada misteri besar dalam pencarian mereka untuk memahami alam semesta. Misalnya, bintang bergerak dalam galaksi seolah-olah memiliki massa lima kali lebih banyak dari yang kita lihat. Apa yang termasuk materi gelap ini? Ada misteri lain: galaksi memberi makan lubang hitam besar di intinya, dengan berat jutaan massa matahari. Dalam galaksi muda, bintang yang runtuh tidak akan memiliki cukup waktu untuk berkembang sebanyak itu. Bagaimana lubang hitam supermasif ini terbentuk?
Lubang hitam primordial: jawaban yang sudah lama ditunggu?
Ahli kosmologi telah mengajukan solusi hipotetis yang dapat memecahkan salah satu dari dua misteri. Lubang hitam primordial, yang muncul tak lama setelah Big Bang, memiliki kemampuan untuk tetap kecil atau bertambah besar dengan cepat. Dalam kasus pertama, mereka cocok untuk peran materi gelap. Dalam kasus kedua, mereka bisa menjadi benih lubang hitam supermasif. Kosmolog Don-Gang Won di Universitas Leiden dan rekan-rekannya di China Yi-Fu Kai, Ji Tong dan Sheng-Feng Yang di Universitas China telah menggambarkan cara baru di mana black hole primordial dapat muncul selama Big Bang.
Setelah Big Bang, alam semesta mengandung gangguan kepadatan kecil yang disebabkan oleh fluktuasi kuantum acak. Mereka cukup besar untuk membentuk bintang dan galaksi, tetapi terlalu kecil untuk menjadi lubang hitam primordial sendiri. Vaughn dan rekan-rekannya telah mengidentifikasi efek resonansi baru yang memungkinkan black hole primordial dengan memperkuat gangguan tertentu secara selektif. Ini mengarah pada prediksi bahwa semua lubang hitam primordial harus memiliki massa yang kira-kira sama. Puncak sempit pada gambar menunjukkan kisaran massa yang mungkin terjadi akibat resonansi.
“Perhitungan lain meningkatkan kemarahan secara berbeda tetapi mengalami masalah,” kata Vaughn. “Kami menggunakan resonansi selama inflasi, ketika alam semesta tumbuh secara eksponensial tepat setelah Big Bang. Perhitungan kami cukup sederhana untuk dikerjakan. Pada kenyataannya, mekanismenya mungkin lebih rumit, tetapi ini setidaknya merupakan permulaan."
Video promosi:
Ilya Khel
