일부 연구자들이 의심하는 것처럼 빅뱅이 일어난 지 1초도 안 되는 순간에 탄생한 미세한 블랙홀이 존재한다면, 매 10년마다 적어도 하나의 그러한 블랙홀이 태양계를 뚫고 돌진하여 과학자들이 감지할 수 있는 작은 중력 왜곡을 일으킬 수 있습니다. 연구 결과 .
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이러한 발견은 천문학자들이 그러한 중력 섭동의 존재를 감지하고 확인할 수 있다면 많은 연구자들이 의심하는 보이지 않는 물질인 암흑 물질의 본질에 대한 신비를 풀 수 있을 수 있음을 시사합니다. 코스모스.
많은 연구자들은 암흑물질이 알려지지 않은 입자로 구성되었을 수 있다고 추측하지만, 현재까지 암흑물질일 수 있는 새로운 입자를 발견한 실험은 없습니다. 따라서 과학자들이 암흑 물질을 설명하기 위해 조사하고 있는 대안 중 하나는 고대부터 존재해온 소위 "원시" 블랙홀입니다.
이전 연구에 따르면 우주 물질의 약 86%는 암흑물질이라는 눈에 보이지 않는 물질로 구성되어 있다. 과학자들은 일상적인 물질과 빛에 대한 중력 영향으로부터 암흑 물질의 존재를 추론하지만 현재는 암흑 물질이 무엇으로 구성되어 있는지 불분명합니다.
블랙홀이라는 이름은 엄청난 중력 때문에 붙여진 이름인데, 그 힘은 너무 강력해서 빛조차 빠져나올 수 없습니다. 블랙홀이 그 존재를 드러내지 않으면(예를 들어 별을 찢지 않으면) 검은 공간을 배경으로 눈에 띄지 않을 수 있습니다.
지난 수십 년 동안 천문학자들은 일반적으로 태양 질량의 5~10배에 달하는 항성질량 블랙홀부터 태양질량 수십억 배에 달하는 초대질량 블랙홀에 이르기까지 많은 블랙홀을 발견했습니다. 대조적으로, 새로운 연구는 이전 연구에서 전형적인 소행성의 질량을 가질 수 있다고 제안한 원시 블랙홀을 조사합니다.
"우리 연구에서 우리가 고려하는 블랙홀은 태양보다 최소 10억 배 가벼우며 수소 원자 크기를 거의 초과하지 않습니다." - 말했다 Space.com 연구의 공동 저자인 Sarah Heller는 University of California, Santa Cruz의 이론 물리학자입니다.
블랙홀은 물체의 밀도가 너무 높아서 자체 중력의 영향으로 붕괴될 때 발생합니다. 이전 연구에 따르면 빅뱅 직후, 즉 우주가 크게 팽창하기 전, 신생 우주의 물질 밀도의 무작위 변동으로 인해 일부 덩어리가 블랙홀을 형성할 만큼 밀도가 높아졌다고 합니다.
이전 연구에서는 오늘날까지 살아남은 원시 블랙홀이 암흑 물질의 대부분 또는 전부를 구성했을 수 있다고 제안했습니다. 이번 연구를 바탕으로 이번 연구에서는 원시 블랙홀이 태양계를 얼마나 자주 통과했는지, 그리고 이것이 과학자들이 눈에 보이는 물체에서 감지할 수 있는 효과를 일으켰는지 여부를 조사합니다. "블랙홀이 많다면 그 중 일부는 때때로 우리 뒷마당을 통해 날아갈 것입니다"라고 Heller는 말했습니다.
처음에 연구자들은 "블랙홀이 지구의 지각을 뚫고 지나가거나, 대기를 통과하거나, 달에 분화구를 남기면 어떤 일이 일어날지 생각했다"고 Heller는 말했습니다. "우리는 이 작은 블랙홀 중 하나가 인간과 충돌하면 어떤 일이 일어날지 스스로에게 물었습니다." 그러나 "이러한 각 아이디어는 동일한 문제에 직면했습니다"라고 Heller는 설명했습니다. "사람, 달, 심지어 지구도 무한한 우주 속의 아주 작은 표적이고, 블랙홀이 그것들을 직접 타격할 가능성은 희박합니다."
대신에 "우리는 블랙홀이 정기적으로 지나갈 만큼 충분히 크면서도 어떤 종류의 효과를 볼 수 있을 만큼 정확하게 측정된 시스템이 필요했습니다"라고 Heller는 말했습니다. "그때부터 우리는 태양계 물체의 매우 정확하게 측정된 궤도에 대해 생각하기 시작했습니다." 원칙적으로, 원시 블랙홀의 중력으로 인해 "태양계 물체의 궤도가 우리가 측정할 수 있을 만큼 크게 진동하게 될 수 있습니다."
과학자들은 태양계 내부 행성인 수성, 금성, 지구, 화성 근처를 지나가는 원시 블랙홀에 초점을 맞췄습니다. 그들은 원시 블랙홀이 존재한다면 적어도 10년에 한 번씩 내부 세계를 지나갈 수 있을 만큼 충분한 블랙홀이 있을 수 있다는 것을 발견했습니다. 그들은 그러한 교란을 탐지할 수 있는 기술이 등장함에 따라 이미 여러 차례의 저공비행이 일어났을 수도 있다고 덧붙였습니다.
Heller는 “우리는 원시 블랙홀이 확실히 존재하며 암흑 물질의 대부분 또는 전부를 구성한다는 주장 중 어느 것도 하지 않습니다. 아니면 그들이 확실히 여기 우리 태양계에 있다는 것입니다.” 대신 그들은 원시 블랙홀이 존재하고 암흑 물질의 대부분을 구성한다면 "인간은 1~10년마다 태양계 내부를 여행해야 한다"고 말합니다.
과학자들은 또한 그들의 결론이 태양계 내부 궤도에 대한 실제 데이터를 분석하는 데 필요한 정밀도가 없는 비교적 단순한 컴퓨터 시뮬레이션을 기반으로 한다고 지적했습니다.
"확실한 결론을 내리려면 훨씬 더 정교한 계산 방법을 사용하여 태양계 모델링을 전문으로 하는 동료들과 협력해야 합니다."라고 MIT(매사추세츠 공과대학)의 이론 물리학자인 연구 공동저자 Benjamin Lehmann이 Space에 말했습니다. com.com. 그는 또한 원시 블랙홀의 실제 신호가 무엇인지, 그리고 측정에서 예상되는 오류 범위 내에 포함될 수 있는 신호가 무엇인지 파악하는 방법을 정확하게 결정해야 한다고 덧붙였습니다.
과학자들은 현재 기존 궤도 데이터를 분석하기 위해 파리 천문대 태양계 모델링 그룹과 협력할 가능성에 대해 논의하고 있습니다. "그들은 이 분석을 현실화하는 데 필요한 복잡한 모델링 기술 분야의 선도적인 전문가 중 하나입니다"라고 Lehmann은 말했습니다. "실제 데이터를 검색하는 데 사용할 수 있는 완전한 모델을 개발하고 나면 우리가 등록할 수 있는 모든 신호에 가장 적합한 후속 조치가 무엇인지 조사해야 합니다."
중력 효과를 통해 원시 블랙홀을 찾는 이러한 접근 방식은 "원시 블랙홀을 유사한 질량을 가진 다른 특이한 물체와 구별하는 데 완전히 충분하지 않습니다"라고 Heller는 경고합니다. 만약 이 전략이 잠재적인 원시 블랙홀을 탐지한다면, “우리는 다른 가능성을 배제하기 위해 후속 관측을 실행할 수 있습니다. 천문학자들은 실제로 우리 태양계에서 작은 소행성과 같은 훨씬 더 가벼운 물체를 찾는 데 놀라울 정도로 능숙한 반면, 망원경으로 작은 블랙홀을 직접 관찰하는 것은 전혀 아무것도 보여주지 못할 가능성이 높습니다.”
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