Před časem byly slibným kandidátem na temnou hmotu primordiální černé díry. Jsou zcela hypotetické, jak je u hypotéz o temné hmotě zvykem. Pokud existují, měly by pocházet z velmi mladého vesmíru, kde vznikly zhroucením rovněž zcela hypotetických Fermiho koulí, nejspíš méně lascivněji než to na první pohled zní. To by měly být makroskopické objekty, které se, pokud existovaly, zrodily při raném fázovém přechodu spontánním narušením symetrie. Další možností je, že se primordiální černé díry objevily v chaosu kosmické inflace.
Primordiální černé díry by sice také měly obsahovat singularitu, ale jinak by měly být mnohem variabilnější, co se týče jejich hmoty. Teoreticky by mohly vážit 1 gram nebo 100 tisíc Sluncí. Jak říká Ngo Phuc Duc Loc z americké University of New Mexico v Albuquerque, primordiální černé díry by mohly být slušným kandidátem na temnou hmotu, z řady důvodů.
Má to ale háček. Černé díry by se měly vypařovat Hawkingovým zářením, tedy tepelným zářením černých děr, které vypočítal Stephen Hawking, když aplikoval teorii kvantového pole na zakřivený časoprostor kolem horizontu událostí černé díry. Hawkingovo záření je pozoruhodné v tom, jeho teplota stoupá s klesající hmotností černé díry. V důsledku toho by se malé černé díry měly vypařovat rychleji, až zmizí v záblesku záření.
##seznam_reklama##
Plyne z toho, že by ve vesmíru neměly existovat primordiální černé díry lehčí než cca 10 na 17 gramů, protože by se už vypařily. Tím vznikl ohromný problém pro hypotézu o temné hmotě z primordiálních černých děr. Musely by totiž být velmi hmotné, a pak by je detekovaly studie založené na gravitačních čočkách. V nich se ale primordiální černé díry doposud neobjevily, což zchladilo naděje fyziků, že řešením temné hmoty jsou tyto černé díry z počátku vesmíru. Pátrání pokračuje, optimismus mizí.
Loc Ngo ale navrhuje, že by se do toho mohl velmi vychytralým způsobem vložit nedávno popsaný jev se zátěží kvantové paměti (quantum memory burden effect). Pokud jsou představy o tomto jevu správné, pak by se mohlo stát, že když se černá díra Hawkingovým zářením vypaří na polovinu původní hmotnosti, z ničeho nic se stabilizuje. Připomíná to přístup „Nechci se vzdát oblíbené vyvrácené teorie, tak si vymyslím nějakou šílenost, aby to mohlo fungovat,“ ale budiž. Při už poněkud deprimujícím pátrání po temné hmotě se hodí každé stéblo.
Bodem k dobru pro resuscitované primordiální černé díry je, že Loc Ngo navrhl postup, jak by bylo možné tento extravagantní scénář ověřit. Předpovídá, že by výše uvedený vznik primordiálních černých děr v raném vesmíru měl rozvlnit specifické gravitační vlny, které by měly být v pohodě detekovány budoucími gravitačními observatořemi jako Laser Interferometer Space Antenna (LISA), Big Bang Observer (BBO) nebo Einstein Telescope (ET). Tak uvidíme.
Video: Hawking radiation
Literatura