Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Μαϊάμι ανέλυσαν ένα σήμα βαρυτικών κυμάτων που ενδέχεται να αποτελεί την πρώτη άμεση παρατήρηση πρωτογενούς μαύρης τρύπας — ενός αντικειμένου που σχηματίστηκε όχι από την κατάρρευση άστρου, αλλά από τις συνθήκες του πρώιμου Σύμπαντος. Αν επιβεβαιωθεί, η ανακάλυψη θα μπορούσε να αλλάξει την κατανόησή μας για τη σκοτεινή ύλη.
Οι μαύρες τρύπες που γνωρίζουμε γεννιούνται από θάνατο — από την κατάρρευση ενός τεράστιου άστρου στο τέλος της ζωής του. Αλλά υπάρχει μια άλλη κατηγορία, θεωρητικά τουλάχιστον, που δεν χρειάστηκε ποτέ άστρο για να υπάρξει. Οι πρωτογενείς μαύρες τρύπες — Primordial Black Holes, ή PBHs — εκτιμάται ότι σχηματίστηκαν μέσα στο πρώτο δευτερόλεπτο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, όταν το Σύμπαν ήταν τόσο πυκνό που ορισμένες περιοχές κατέρρευσαν στον εαυτό τους πριν καν προλάβει να σχηματιστεί το πρώτο άστρο. Για δεκαετίες παρέμεναν στη σφαίρα της θεωρίας. Τώρα, ίσως όχι.
Οι αστροφυσικοί Αλμπέρτο Μαγκάρατζια και Νίκο Καπελούτι από το Πανεπιστήμιο του Μαϊάμι ανέλυσαν ένα σήμα βαρυτικών κυμάτων που κατέγραψε το LIGO — το αμερικανικό δίκτυο ανιχνευτών που λειτουργεί σε δύο τοποθεσίες, στην Ουάσιγκτον και τη Λουιζιάνα. Το σήμα, γνωστό ως S251112cm, υποδεικνύει σύγκρουση δύο αντικειμένων στην οποία ένα από αυτά είχε μάζα μικρότερη από μία ηλιακή μάζα. Αυτό είναι κρίσιμο: καμία γνωστή διαδικασία σχηματισμού μαύρης τρύπας από άστρο δεν παράγει αντικείμενα τόσο ελαφριά. Η πιο λογική εξήγηση, σύμφωνα με τους ερευνητές, είναι ότι πρόκειται για πρωτογενή μαύρη τρύπα.
«Οι πιο συνηθισμένες μαύρες τρύπες σχηματίζονται από τον θάνατο ενός τεράστιου άστρου», εξηγεί ο Καπελούτι. «Έτσι, οι μάζες τους κυμαίνονται από μερικές φορές τη μάζα του Ήλιου έως και δισεκατομμύρια ηλιακές μάζες». Μια PBH με υποηλιακή μάζα δεν χωράει σε αυτό το πλαίσιο — και αυτό ακριβώς την κάνει ενδιαφέρουσα. Οι ερευνητές υπολόγισαν επίσης πόσο συχνά το LIGO θα έπρεπε να εντοπίζει τέτοια αντικείμενα αν πράγματι υπάρχουν, και τα αποτελέσματα ευθυγραμμίζονται με τα δεδομένα από το 2015, όταν το παρατηρητήριο άρχισε να καταγράφει βαρυτικά κύματα για πρώτη φορά.
Το μεγαλύτερο στοίχημα, όμως, δεν είναι μόνο η επιβεβαίωση ενός νέου τύπου αντικειμένου. Είναι η σκοτεινή ύλη — η αόρατη ουσία που εκτιμάται ότι αποτελεί έως και το 85% της συνολικής μάζας του Σύμπαντος και συγκρατεί τα γαλαξιακά συστήματα μέσω της βαρύτητας. Κανείς δεν έχει δει ποτέ σκοτεινή ύλη άμεσα — γνωρίζουμε ότι υπάρχει μόνο από τις επιδράσεις της. Μια από τις πιο ελκυστικές υποθέσεις είναι ότι οι PBHs, σχηματισμένες σε τεράστιους αριθμούς στα πρώτα κλάσματα του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, θα μπορούσαν να αποτελούν σημαντικό μέρος αυτής της αόρατης μάζας.
Η οριστική απάντηση δεν θα έρθει σύντομα. Χρειάζονται περισσότερα παρόμοια σήματα, και το LIGO αναβαθμίζεται συνεχώς για να τα εντοπίζει. Στον ορίζοντα βρίσκεται και το ευρωπαϊκό διαστημικό έργο LISA, ένας ανιχνευτής βαρυτικών κυμάτων που αναμένεται να εκτοξευθεί το 2035 και θα ανοίξει ένα εντελώς νέο παράθυρο στο Σύμπαν. «Δεν μπορούμε να αποκλείσουμε την ύπαρξή τους», λέει ο Καπελούτι. Και αυτό, στη γλώσσα της επιστήμης, είναι ήδη κάτι πολύ περισσότερο από τίποτα.
