Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Nieuw model heeft tot doel het gebrek aan miniatuur zwarte gaten in het vroege heelal te verklaren

‘Ze zijn ook om andere redenen interessant, aangezien er sinds de recente innovatie van de zwaartekrachtgolfastronomie ontdekkingen zijn gedaan van samensmeltingen van binaire zwarte gaten, wat verklaard kan worden als PBH’s in grote aantallen voorkomen. Maar ondanks deze sterke redenen voor hun verwachte overvloed, we hebben er nog geen direct gezien, en nu hebben we een model dat zou moeten verklaren waarom dit het geval is."

Kristiano en zijn supervisor, professor Jun'ichi Yokoyama, momenteel directeur van Kavli IPMU en RESCEU, hebben de verschillende modellen voor PBH-vorming uitgebreid onderzocht, maar ontdekten dat de belangrijkste kanshebbers niet aansluiten bij feitelijke waarnemingen van de kosmische microgolfachtergrond (CMB). , wat een beetje lijkt op een overgebleven vingerafdruk van de oerknalexplosie die het begin van het universum markeerde. En als iets niet in overeenstemming is met solide observaties, kan het ofwel niet waar zijn of kan het op zijn best slechts een deel van het beeld schetsen.

In dit geval gebruikte het team een ​​nieuwe aanpak om het leidende model van PBH-vorming te corrigeren op basis van kosmische inflatie, zodat het beter aansluit bij de huidige waarnemingen en verder geverifieerd zou kunnen worden met toekomstige waarnemingen van aardse zwaartekrachtgolfobservatoria over de hele wereld.

‘In het begin was het universum ongelooflijk klein, veel kleiner dan de grootte van een enkel atoom. De kosmische inflatie breidde zich snel uit met 25 orden van grootte. Destijds konden golven die door deze kleine ruimte reisden relatief grote amplitudes hebben gehad, maar zeer Wat we hebben ontdekt is dat deze kleine maar sterke golven zich kunnen vertalen in een anderszins onverklaarbare versterking van veel langere golven die we in de huidige CMB zien,' zei Yokoyama.

“Wij geloven dat dit te wijten is aan incidentele gevallen van coherentie tussen deze vroege korte golven, die verklaard kunnen worden met behulp van de kwantumveldentheorie, de meest robuuste theorie die we hebben om alledaagse fenomenen zoals fotonen of elektronen te beschrijven. Terwijl individuele korte golven relatief machteloos zouden zijn zouden coherente groepen de macht hebben om golven te hervormen die veel groter zijn dan zijzelf. Dit is een zeldzaam voorbeeld waarbij een theorie van iets op de ene extreme schaal iets aan de andere kant van de schaal lijkt te verklaren."

Als, zoals Kristiano en Yokoyama suggereren, vroege kleinschalige fluctuaties in het universum invloed hebben op enkele van de grotere fluctuaties die we in de CMB zien, zou dit de standaardverklaring van grove structuren in het universum kunnen veranderen. Maar aangezien we metingen van golflengten in de CMB kunnen gebruiken om effectief de omvang van overeenkomstige golflengten in het vroege heelal te beperken, beperkt dit noodzakelijkerwijs alle andere verschijnselen die afhankelijk zouden kunnen zijn van deze kortere, sterkere golflengten. En dit is waar de PBH's in beeld komen.

“Er wordt algemeen aangenomen dat de ineenstorting van korte maar sterke golflengten in het vroege heelal de oorzaak is van het ontstaan ​​van oorspronkelijke zwarte gaten”, zegt Kristiano. "Onze studie suggereert dat er veel minder PBH's zouden moeten zijn dan nodig zou zijn als ze inderdaad een sterke kandidaat zijn voor donkere materie of zwaartekrachtsgolfgebeurtenissen."

Op het moment dat dit artikel wordt geschreven, bevinden de zwaartekrachtsgolfobservatoria ter wereld, LIGO in de VS, Virgo in Italië en KAGRA in Japan, zich midden in een observatiemissie die tot doel heeft de eerste kleine zwarte gaten, waarschijnlijk PBH's, te observeren. In ieder geval zouden de resultaten het team solide bewijs moeten bieden om hun theorie verder te verfijnen.




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Zoogdieren op luchteilanden kunnen worden bedreigd door klimaatverandering en menselijke ontwikkeling
  2. Hoe genoctrooien werken
  3. Binnenkort zullen er krekels naar Las Vegas neerdalen, maar niet degene die je denkt
  4. Wat gebeurt er als planten stressreacties krijgen bij aanraking
  5. Waarom zijn er veel verschillende soorten tRNA-moleculen?
  6. Genetica biedt de sleutel tot de strijd tegen doornenkroonzeesterren
  7. Een doorbraak op het gebied van cellulaire engineering:high-yield CRISPR zonder virale vectoren
  8. Heerlijke eiwitballetjes:CSIRO maakt van rood vlees een voedzaam poeder
  9. Wanneer afscheid nemen? Enquête werpt licht op moeilijke beslissingen voor hondenbezitters

Wetenschap