Mini sorte huller kunne danne gravitationsatomer

Der er en væsentlig forskel mellem astrofysiske sorte huller og primordiale. Førstnævnte opstår, når enorme stjerner kollapser for at skabe et område i rummet, hvor tyngdekraften er så stærk, at intet kan undslippe (hvilket er grunden til, at de er sorte).

Og de er enorme. Den, der sidder i centrum af vores galakse, menes at være omkring 4 millioner gange mere massiv end Solen.

Derimod er primordiale sorte huller bittesmå, med masser målt i tons. Astrofysikere mener, at disse objekter må være dannet i stort antal under Big Bang. De tror også, at oprindelige sorte huller langsomt fordamper og til sidst forsvinder i et pust af kraftige gammastråler.

Men ingen har endeligt set døden af ​​et oprindeligt sort hul, hvilket efterlader muligheden åben for, at noget andet kan være i gang.

Så i dag fremlagde Pace VanDevender hos Sandia National Labs og Aaron VanDevender en alternativ idé. Måske fordamper oprindelige sorte huller ikke. I stedet interagerer disse objekter med nærliggende partikler for at danne gravitationsækvivalenten til atomer.

Det er en interessant idé (og bestemt ikke mere skør, end kosmologer normalt overvejer). Normalt er tyngdekraften så svag, at den effektivt kan ignoreres på atomskalaen. Men det er ikke tilfældet for mini sorte huller, som burde generere kræfter, der er i stand til at fange atomer i kredsløb omkring dem.

Det vækker straks den store frygt forbundet med sorte huller: at de forbruger alt stof på deres vej, mens de hurtigt vokser til planetædende monstre. Vil disse mini sorte huller ikke blot suge nogen nærliggende atomer ind i glemslen?

VanDevenders siger, at dette er usandsynligt. Og de laver et ret overbevisende stik ved at forklare hvorfor. Deres argument ligner det, som Planck og andre brugte til at udvikle teorien om atomet tidligt i forrige århundrede.

Problemet var så, at i klassiske teorier burde en elektron, der kredser om et atom, spiral ind i kernen. Så i teorien burde atomer ikke eksistere.

Den nye teori om kvantemekanik løste dette ved at introducere ideen om kvantisering, hvor sandsynligheden for, at elektronen bliver absorberet af kernen, ikke er umulig, men forsvindende lille.

VanDevenderne siger, at en lignende situation burde eksistere for primordiale sorte huller, forudsat at de er små nok. Disse objekter skal have et tyngdefelt kraftigt nok til at tiltrække objekter såsom neutrale atomer i kredsløb omkring dem. Men de skal også have en radius, der er så lille, at chancerne for, at det kredsende atom støder på det sorte hul, er forsvindende lille.

VanDevenderne siger, at dette burde være sandt for sorte huller med en masse, der er væsentligt mindre end et par hundrede milliarder kilo. Og de fortsætter med at give en detaljeret undersøgelse af nogle af egenskaberne ved disse gravitationsatomer.

For eksempel vil nogle sorte huller være så små, at den termiske energi fra nærliggende partikler let vil overvinde tyngdekraftens tiltrækning. Disse sorte huller vil sprede stof, men kan ikke binde det til skaller. Tilsyneladende falder de sorte huller, der kan dannes i eksperimenter som LHC, ind i denne kategori.

Større mini sorte huller på omkring 10 til 1000 tons kan imidlertid fange neutrale atomer og bør derfor være omgivet af skaller af atomer såsom silicium eller jern.

Disse objekter burde være sporbare, når de rammer Jorden. VanDevenderne beregner, at et sådant gravitationsatom ville blive strippet for dets kredsende atomer, når det passerede gennem Jorden, hvilket skaber radiofrekvensemissioner.

Derfor bør en søgning efter elektromagnetiske signaler fra gravitationsækvivalente atomer fokusere på hurtigt bevægende, uidentificerede rf-kilder i rummet omkring Jorden, siger de.

Det er noget, vi kunne se efter nu med relativ lethed. Der kan endda være eksisterende data, der kan sætte grænser for muligheden for, at gravitationsatomer eksisterer.

Det er nok værd at nogen tager et kig.

Ref: arxiv.org/abs/1105.0265 : Struktur og masseabsorption af hypotetiske terrestriske sorte huller

Du kan nu følge Physics arXiv Blog på Twitter

skjule