دانشمندان احتمالا معمای سیاه‌چاله‌های گمشده جهان را حل کرده‌اند

جهان حدود ۱۳٫۸ میلیارد سال پیش با بیگ‌بنگ آغاز شد و از آن زمان کیهان جوان با نیرویی اسرارآمیزی و نامرئی موسوم به انرژی تاریک به سرعت منبسط شد. با رشد جهان، ماده‌ی معمولی که با نور برهم‌کنش دارد در اطراف توده‌های ماده‌ی تاریک نامرئی به ثبات رسید و اولین کهکشان‌ها تشکیل شدند. در نهایت ماده‌ی تاریک مانند تار و پود وسیع کیهانی کهکشان‌ها را به یکدیگر وصل کرد.

امروزه کیهان‌شناس‌ها تصور می‌کنند ماده معمولی، ماده تاریک و انرژی تاریک به ترتیب ۵ درصد، ۲۵ درصد و ۷۰ درصد از کل ترکیب جهان را تشکیل می‌دهند. در ابتدا جهان پلاسمایی غیرشفاف بود که هیچ نوری نمی‌توانست بدون اینکه به دام میدان‌های الکترومغناطیسی تولیدشده از بارهای متحرک بیفتد، آن را بپیماید. بااین‌حال پس از ۳۸۰ هزار سال سرد شدن و انبساط، پلاسما درنهایت با ماده خنثی ترکیب شد و موجی مایکروویو را منتشر کرد که اولین نور جهان بود و امروزه با عنوان تابش پس‌زمینه کیهانی (CMB) شناخته می‌شود.

کیهان‌شناسان با بررسی تصویر جهان نوزاد (بالا) در جستجوی اولین سیاه‌چاله‌ها بوده‌اند، با این‌حال تاکنون به نتیجه‌ای نرسیده‌اند. به باور برخی فیزیک‌دان‌ها این احتمال وجود دارد که تعداد سیاه‌چاله‌های آغازین برای توجیه فرضیه‌ی ماده تاریک کافی نباشند زیرا هنوز چگونگی آشکارسازی آن‌ها را هم نمی‌دانیم.

بیشتر بخوانید: تلسکوپ فضایی جیمز وب اولین سیاره بخارآلود را کشف کرد

پژوهشگرها با پیاده‌سازی مدل بر شکل پیشرفته‌ای از مکانیک کوانتوم به نام نظریه‌ی میدان کوانتومی، به نتیجه‌ای متفاوت رسیدند. آن‌ها متوجه شدند به این دلیل نمی‌توان سیاه‌چاله‌های آغازین را کشف کرد که اغلب آن‌ها در واقع وجود ندارند.

بر اساس نظریه‌ها، سیاه‌چاله‌های آغازین حاصل فروپاشی موج‌های گرانشی کوتاه اما قوی بوده‌اند که در کل جهان نوسان کردند. پژوهشگرها با پیاده‌سازی مدل آن‌ها بر این موج‌ها متوجه شدند که تعداد کمتری از این موج‌ها نسبت به تخمین‌های موجود با یکدیگر ترکیب می‌شوند تا ساختارهای بزرگ‌تر جهان را شکل دهند. هرچقدر تعداد امواج لازم برای بازسازی این تصویر کمتر باشند، تعداد سیاه‌چاله‌های آغازین هم کمتر می‌شوند. به گفته‌ی کریستیانو:

بر اساس باوری گسترده، فروپاشی طول موج‌های کوتاه اما قوی در جهان آغازین عامل شکل‌گیری سیاه‌چاله‌های آغازین بوده است. پژوهش ما نشان می‌دهد تعداد کمتری از این سیاه‌چاله‌ها تشکیل شده‌اند و این تعداد برای درنظر گرفتن این اجرام به عنوان کاندید قوی ماده تاریک یا رویدادهای موج گرانشی کافی نیست.

پژوهشگرها برای اثبات نظریه‌ی خود به آشکارسازهای فوق حساس موج گرانشی مثل پروژه‌ی آنتن فضایی تداخل‌سنج لیزری (LISA) چشم دوخته‌اند که قرار است در سال ۲۰۳۵ روی موشک آریان ۳ به فضا پرتاب شود.