Mini Black Holes dikesampingkan sebagai kandidat materi gelap oleh penyelidikan Voyager 1

Penjelasan panjang yang bisa diperdebatkan tentang sifat materi gelap mungkin dikesampingkan oleh pengamatan yang dilakukan oleh wahana Voyager 1 yang menua - pesawat ruang angkasa umat manusia yang paling jauh.

Penyelidikan Voyager 1 - diluncurkan pada tahun 1977 dan saat ini 21,7 miliar km dari Bumi setelah meninggalkan tata surya enam tahun yang lalu - telah membantu fisikawan teoretis untuk menentukan bahwa teori lama yang mengidentifikasikan lubang mini-hitam - yang tersisa dari Big Bang - sebagai materi gelap mungkin salah.

Alan Cummings, seorang ilmuwan ruang angkasa di California Institute of Technology di Pasadena yang telah bekerja di Voyager 1 sejak 1973 dan yang tidak terlibat dalam analisis terkejut dengan penggunaan data dari penyelidikan dengan cara ini: "Saya tidak pernah berpikir kita ' d dapat berkontribusi dengan cara apa pun untuk mempelajari materi gelap. "

Kesan artis tentang Voyager 1 (NASA)

Selama materi gelap dianggap ada, beberapa astronom percaya bahwa itu mungkin terdiri dari lubang hitam. Teori ini sedikit tidak menguntungkan karena materi gelap lebih penting daripada materi biasa di alam semesta dengan rasio 17: 3 yang berarti bahwa tidak akan ada cukup banyak bintang yang runtuh untuk menciptakan jumlah lubang hitam yang diperlukan di tempat pertama.

Ini berarti bahwa koneksi harus dibatasi pada lubang hitam yang dibuat di alam semesta awal oleh runtuhnya kelompok partikel padat sebelum bintang-bintang bahkan terbentuk. Ini juga berarti bahwa lubang hitam ini harus sangat kecil dan dalam kelompok kecil atau efeknya akan terlihat jelas dari Bumi dalam bentuk pelensaan gravitasi (ketika suatu daerah dengan gravitasi yang kuat melengkungkan wilayah ruang-waktu sejauh cahaya tertekuk). karena perjalanan melewatinya).

Bernard Carr, seorang kosmologis di Queen Mary University of London, yang telah mengerjakan gagasan itu selama 40 tahun, mengatakan pada Science bahwa pertimbangan-pertimbangan ini membatasi massa yang mungkin untuk black hole primordial. Tiga kemungkinan yang akan diizinkan adalah; massa antara satu dan 10 kali lipat dari matahari; sekitar sepersejuta dari matahari; atau di bawah sekitar seperempat miliar dari matahari - 10 miliar metrik ton. Lubang hitam terkecil itu hanya akan seluas inti atom.

Kesan artis tentang lubang hitam mini

Jika lubang hitam mini ini ada, mereka harus memancarkan apa yang disebut 'radiasi Hawking' pada tingkat yang lebih tinggi daripada lubang hitam yang lebih besar. Mereka juga harus menghasilkan elektron dan positron karena efek mekanika kuantum. Sementara radiasi dan partikel bermuatan ini mungkin tidak terlihat dari dalam tata surya karena medan magnet Matahari, heliosfer — itu harus dapat diamati dari luar tata surya.

Jadi dari posisinya di luar heliosphere, Voyager 1 harus berada di posisi utama untuk mengenali radiasi ini. Itulah argumen Mathieu Boudaud dan Marco Cirelli, ahli teori di Sorbonne University di Paris, dalam sebuah makalah yang diterbitkan dalam Physical Review Letters.

Lokasi Voyager 1 saat ini di luar tata surya memungkinkannya untuk mencari lubang hitam mini (https://theskylive.com/voyager1-tracker diakses 10/01/19)

Sejak meninggalkan tata surya, Voyager 1 telah mendeteksi sejumlah kecil elektron dan positron yang dapat diciptakan oleh efek mekanika kuantum di tepi cakrawala peristiwa lubang hitam. Tetapi bahkan jika semua partikel ini berasal dari lubang hitam mini, itu tidak cukup untuk membenarkan jumlah lubang hitam mini yang diperlukan untuk menjelaskan 85% dari masalah di Bima Sakti. Faktanya, Boudard dan Cirelli menghitungnya hanya sekitar 1% dari materi materi Bima Sakti.

Kurangnya deteksi tidak mengesampingkan lubang hitam primordial yang lebih besar sebagai kandidat materi gelap, karena ini tidak akan menghasilkan radiasi Hawking yang hampir sama atau partikel bermuatan dan karenanya, tidak terdeteksi oleh Voyager 1.

Untuk satu, Carr tidak terlalu terganggu oleh temuan: "Jendela massal rendah ini tidak pernah menjadi favorit saya, itu tidak secara pribadi mengganggu saya jika kendala sekarang mengesampingkannya."

Penelitian asli: https://arxiv.org/abs/1807.03075