Materia întunecată se ascunde, probabil, în găuri negre de mărimea unui atom și greutatea unui asteroid7 min read

Găurile negre primordiale minuscule care perturbă orbitele planetelor pot fi cheia care va ajuta la dezlegarea misterului materiei întunecate.

Găuri negre de mărimea unui atom, dar cu masa unui asteroid, ar putea traversa Sistemul Solar o dată la zece ani, conform unui studiu recent.// „Close encounters of the primordial kind: A new observable for primordial black holes as dark matter”, journals.aps.org // Acestea sunt cunoscute ca găuri negre primordiale și se crede că s-au format imediat după Big Bang, în urma expansiunii rapide a universului. Micile fluctuații de densitate din spațiu s-au amplificat în acea perioadă, iar unele regiuni au devenit atât de dense încât s-au prăbușit și au format găuri negre care s-au răspândit în întregul cosmos. Dacă acestea sunt responsabile pentru materia întunecată, care reprezintă o mare parte din masa universului, atunci ar putea trece prin Sistemul Solar la fiecare zece ani.

Masa estimată a acestor găuri negre este cuprinsă între 1017 și 10²³ grame, o greutate echivalentă cu cea a unui asteroid mare. Dacă una dintre ele s-ar apropia de o planetă sau de o lună mare, ar putea provoca o mică oscilație în orbita acestora, suficientă pentru a fi detectată cu instrumentele actuale. Sarah R. Geller, fiziciană teoreticiană la Universitatea din California, Santa Cruz și membră a echipei care a condus studiul, spune că planeta „s-ar clătina” în timp ce gaura neagră trece pe lângă ea. Această oscilație ar dura câțiva ani, iar apoi planeta ar reveni la poziția inițială. Acest fenomen ar putea oferi indicii despre prezența găurilor negre primordiale în Sistemul Solar.

Dacă o asemenea perturbare este detectată, cercetătorii trebuie să determine dacă a fost cauzată de o gaură neagră sau de un simplu asteroid. Diferența majoră constă în traiectorie: un asteroid provine de obicei din interiorul sistemului solar și urmează o orbită similară cu cea a planetelor, în timp ce o gaură neagră primordială ar veni din exterior și ar avea o traiectorie diferită. O altă metodă de a identifica aceste găuri negre este analiza mișcărilor precise ale unor asteroizi, precum Bennu, studiat recent// „Constraints on fifth forces and ultralight dark matter from OSIRIS-REx target asteroid Bennu”, nature.com // în cadrul misiunii OSIRIS-REx. Datele de la această misiune ar putea ajuta la căutarea semnelor de materie întunecată sau de găuri negre primordiale în sistemul solar.

CITEȘTE ȘI: Apă din spațiu. NASA a găsit substanța în probele aduse de pe asteroidul Bennu 

Aceste găuri negre primordiale ar putea oferi o soluție pentru enigma materiei întunecate. Până acum, fizicienii au crezut că materia întunecată ar putea fi formată din particule masive cu interacțiune slabă (WIMP),// Din engleză, Weakly Interacting Massive Particle // însă experimentele și studiile asupra acestor particule nu au dat rezultate concludente. 

Spre deosebire de WIMP, care ar putea fi detectate prin forța slabă, găurile negre ar putea fi identificate doar prin efectele lor gravitaționale asupra materiei obișnuite. Tim M. P. Tait, un fizician teoretician de la U.C. Irvine, subliniază importanța explorării efectelor gravitaționale pentru a înțelege materia întunecată, deoarece gravitația este singura interacțiune a materiei întunecate care poate fi studiată în prezent.

O echipă independentă de cercetători a sugerat recent că semnalele acestor găuri negre ar putea fi detectate și în datele orbitale ale sistemelor globale de navigație prin satelit sau în gravimetrele care măsoară variațiile câmpului gravitațional al Pământului. Simulările lor arată că dacă o gaură neagră trece prin apropierea Pământului, acest lucru ar putea fi observat prin modificări subtile ale poziției sateliților. Studiul lor// „Probing primordial black holes and dark matter clumps in the Solar System with gravimeter and Global Navigation Satellite Systems networks”, journals.aps.org // completează cercetările anterioare și sugerează că măsurătorile precise ale distanței dintre Pământ și Marte ar putea dezvălui și ele prezența acestor găuri negre primordiale. Aceste abordări diverse ar putea aduce, în cele din urmă, o soluție la misterul materiei întunecate.