Párolgó mini fekete lyukak az antianyag forrásai?

1244

Az Ősrobbanás során igen nagy mennyiségben keletkezhettek kis méretű fekete lyukak, melyek a Tejútrendszer központi vidékein rejtőzködhetnek – mindmáig felfedezetlenül. Egy nemrég megjelent szakcikk szerzői szerint ezek az objektumok lehetnek felelősek a Galaxisban megfigyelt antianyag jelentős részéért.

Mai modelljeink szerint a Világyegyetem kezdetben (majdnem) egyforma mértékben állt anti- és normál anyagból. Egy, a tökéletes szimmetriától való minimális eltérés azonban azt eredményezte, hogy a ma "normális" kvantumállapotúnak tekintett anyag került túlsúlyba, az antianyag pedig szinte teljesen eltűnt. Az utóbbi évek megfigyelései azonban arra utalnak, hogy az Univerzum egyes részein ma is jelen van nagyobb mennyiségű antianyag.

C. Bambi, A. Petrov (Wayne State University, Detroit, USA) és A. Dolgov (National Institute of Nuclear Physics, Ferrara, Olaszország) vizsgálatai szerint a klasszikus magyarázatok – szupernóva-robbanások, röntgensugárzó kettőscsillagok, vagy az egyelőre ismeretlen eredetű sötét anyag hatásai – nem szolgálnak kielégítő magyarázattal az antianyag megfigyelhető mennyiségével kapcsolatban. Szerintük a fő antianyag-források a kis méretű, ősi (vagy primordiális) fekete lyukak, melyek "párolgása" – az ún. Hawking-sugárzás – biztosítja az antianyag folyamatos termelődését.

A Hawking-sugárzás magyarázó ábrája (Horváth Miklós honlapjáról)

Stephen Hawking és több más kutató is sokáig úgy gondolta, hogy a fekete lyukak eseményhorizontját semmilyen információ (se anyag, se sugárzás) nem hagyhatja el – ez azonban néhány más kutató szerint sértené a kvantummechanika törvényeit. Később Hawking is változtatott álláspontján, s már szerinte sem teljesen "feketék" a fekete lyukak, azaz mégsem nyelődik el nyom nélkül minden, ami beléjük hull. Az ún. (Bekenstein-)Hawking-sugárzás elmélete szerint – mely az ismert tudós egy korábbi felfedezésén alapszik – a fekete lyuk környezetében lévő részecske-antirészecske párok (pl. elektron és pozitron) egyik tagja nyelődik csak el, míg a másik kiléphet a gravitációs szakadék széléről. Ezáltal a fekete lyukak – nagyon hosszú időskálán – fokozatosan "párolognak", azaz anyagot vesztenek. Ez a fekete lyuk összehúzódásához és a sugárzás felerősödéséhez vezet, ami az elveszettnek hitt információt viheti magával. Hawking elméletét nem minden kollégája tartja kellően megalapozottnak, s léteznek más elképzelések is a fekete lyukak információvesztéséről.

Bambiék számításai Hawking elméletén alapulnak. Eredményeik alapján a primordiális fekete lyukak átlagos tömege mintegy 1016 g (mely kb. egy kisbolygó tömege), és megdöbbentően sok, nagyságrendileg 1024 (!) darab létezhet belőlük Galaxisunk központjában. Ennyi kis méretű fekete lyuk egyrészt elegendő antianyagot tud produkálni, másrészt a titokzatos sötét anyag alkotóelemeként is figyelembe vehetőek lennének. Bizonyítékként a Tejútrendszer centruma felől érkező, nagy energiájú gammasugárzás  – mely akkor keletkezik, mikor a részecske-antirészecske párok tagjai kölcsönösen megsemmisítik egymást – eloszlásának vizsgálata szolgálhatna. A pontos mérések kivitelezése azonban meglehetősen bonyolult és időigényes; a rendelkezésre álló eszközök közül egyelőre csak az ESA INTEGRAL nevű szondája képes a megfelelő minőségű vizsgálatok elvégzésére, de ezzel is nagyon hosszú mintavételezésre lenne szükség.

Forrás: NewScientistSpace, 2008.01.22.

Hozzászólás

hozzászólás