天文学者はスティーブン・ホーキングの狂気の理論を解く

ブラックホールはスティーブン・ホーキングの論争の的となっている理論です。(写真:ドク。NASA / ESA)

スティーブン・ホーキングの最も論争の的となっている理論の一つは、天文学者や科学者が答えを見つけるための大きな課題でした。今、彼らはそれを解決しました。

1970年代、ホーキングは、宇宙の物質の大部分を占う目に見えない物質である暗黒物質は、おそらくビッグバンの初期に形成されたブラックホールで構成されていることを示唆した。

現在、3人の天文学者が、暗黒物質の存在だけでなく、宇宙最大のブラックホールの出現を説明する理論を開発しました。

「私が個人的に考えているのは、暗黒物質の性質とブラックホールの形成と成長を調査し、それらを一つの動きで解決する、私が取り組んでいる2つの非常に挑戦的な問題をどのようにエレガントにまとめているかということです」と、イェール大学の天体物理学者プリヤンバダ・ナタラジャンは言いました。

さらに、最近打ち上げられたジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を含むいくつかの新しい機器は、最終的にホーキングの有名なアイデアを評価するために必要なデータを生成することができます。

最初からブラックホールがありました。

火曜日、ダークマターは宇宙のすべての物質の80%以上を占めていますが、光と直接相互作用することはありません。それはちょうど銀河の中の重力に影響を与える大きな、に浮かぶ。

ブラックホールは宇宙で起こることすべてに責任がある可能性が高い。残念ながら、現代の宇宙では、ブラックホールは巨大な星が死んで初めて形成され、その後、自分の重力の重みで崩壊します。したがって、ブラックホールを作成するには、通常の問題を作るために多くの星が必要です。

科学者たちは、水素とヘリウムが最初に形成された初期宇宙の計算から、宇宙でどれだけの物質が正常であるかを知っています。天文学者が観察するすべての暗黒物質を構成するのに十分な正常物質はありません。

そこでホーキングが登場します。1971年、彼はこの原始的または原始的なブラックホールがビッグバンの後に形成されたことを明らかにしました。そこでは、物質のポケットがブラックホールを作るために必要な密度に自発的に達し、最初の星がきらきらになるずっと前に宇宙をあふれさせることができます。ホーキングは、この原始的なブラックホールがすべての暗黒物質の原因である可能性を示唆した。

ホーキング理論に基づく研究成果

最新の研究では、マイアミ大学の天文学者ナタラジャンとニコ・カッペルッティ、欧州宇宙機関(ESA)のギュンター・ハシンガーが古代ブラックホール理論を掘り下げ、暗黒物質をどのように説明し、おそらく他の宇宙論的課題を解決するかを探りました。

それ以外の場合は、テストに合格するには、原始ブラックホールが特定の質量範囲内でなければなりません。新しい研究では、天文学者は、古代のブラックホールは太陽の約1.4倍の質量を持っていたと仮定しています。

彼らは、すべての暗黒物質をこのかなり明るいブラックホールに置き換える宇宙のモデルを構築し、その後、モデルを検証できる観察の手がかりを探しました。

天文学者は、古代のブラックホールが最初の星、最初の銀河、および最初の超大質量ブラックホール(SMBH)を播種することによって宇宙に大きな役割を果たすことができたことを発見しました。

観測は、宇宙史において、星、銀河、SMBHが非常に早く現れたことを示唆している。

「原始ブラックホールが存在するならば、天の川の中心を含むすべての超大質量ブラックホールが形成された種子である可能性があります」と、ナタラジャンは言いました。

理論は単純であり、暗黒物質を説明するために新しい粒子のセットを必要としません。

「我々の研究は、新しい粒子や新しい物理学を導入することなく、暗黒物質自体の性質から超大質量ブラックホールの起源に現代の宇宙論の謎を解決できることを示しています」と、Cappellutiが言いました。

これまでのところ、アイデアはモデルに過ぎませんが、すでにテストすることができます。何年もの遅れの後、クリスマスの日に打ち上げられたジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、星や銀河の起源に関する質問に答えます。

次世代の重力波検出器、特にレーザー干渉計スペースアンテナ(LISA)は、古代のブラックホールを含むブラックホールの詳細を明らかにする準備ができています。