אחת התיאוריות המפורסמות ביותר של סטיבן הוקינג בנושא חומר אפל - שהחומר המסתורי והבלתי נראה הזה מורכב מחורים שחורים קדומים - ספגה לאחרונה מכה אדירה. מסקנה זו באה מטלסקופ מסיבי שכבש תמונה של גלקסיה שלמה בצילום אחד.
הממצאים אינם שוללים לחלוטין את התפיסה המפורסמת של סטיבן הוקינג. אך הם מציעים כי חורים שחורים קדומים יצטרכו להיות זעירים באמת כדי להסביר חומר אפל.
תעלומת חומר אפל
חומר אפל הוא השם שנתנו הפיזיקאים כדי להסביר תופעה מסתורית במיוחד: כל מה ביקום נע, מקיף ומסתובב כאילו יש יותר מסה ממה שאנחנו יכולים לזהות. ההסברים לחומר אפל נעים בין חלקיקים רפאים המכונים נייטרינו לחלקיקים לא ידועים, לחוקי פיזיקה חדשים. בשנות השבעים, סטיבן הוקינג ועמיתיו תיאורטי כי המפץ הגדול יצר אולי מספר גדול של חורים שחורים קטנים יחסית - כל אחד בערך בגודל של פרוטון. קשה יהיה לראות את החורים השחורים הקטנים והעתיקים האלה, ובכל זאת הם יפעילו משיכה כבידה גדולה על עצמים אחרים - שני המאפיינים הידועים של חומר אפל.
חורים שחורים אינם פולטים אור, אם כי, חורים שחורים סופר-מסיביים, כמו זה שבלב הגלקסיה מסייר 87, מצויצים בדיסקים בהירים של חומר חם. עם זאת, חורים שחורים קדומים הם קטנים במיליארדי פעמים ואין בהם חומר גלוי וזוהר המקיף אותם. במקום זאת, חיפוש אחר חורים שחורים קטנים פירושו לחפש מקומות שבהם שדות הכבידה העוצמתיים שלהם מכופפים אור - תופעה הנקראת מיקרולנסינג.
טלסקופים מוצאים מיקרולנסינג חורים שחורים על ידי צילום תמונות שונות של כוכב לאורך זמן. חור שחור העובר מול אותו כוכב יעוות את אורו ויגרום לו להבהב; ככל שהחור השחור קטן יותר, כך ההבזק מהיר יותר. "אם יש לאובייקט מיקרונזיה, נניח מסה סולארית אחת", אמר טקדה ל- Live Science בהתייחסו למסת השמש, "טווח הזמן הוא כמו כמה חודשים או שנה." אבל החורים השחורים הקדומים שהם חיפשו היו רק חלק קטן מהמסה ההיא, בערך מסת הירח. זה אומר שההבזקים שלהם יהיו קצרים בהרבה. ה- HSC הוא "ייחודי", אמר טקדה, בכך שהוא נתן להם לצלם תמונות של כל הכוכבים בגלקסיית אנדרומדה בבת אחת, במהירות חדה מדהימה (לאסטרונומים) מרווחי חשיפה - כל המרווח היה באורך שתי דקות בלבד.
טקדה וצוותו צילמו כ -200 תמונות של גלקסיית אנדרומדה במשך 7 שעות בלילה צלול. הם מצאו רק אירוע מיקרולינסציה פוטנציאלי אחד. אם חורים שחורים קדומים מהווים חלק ניכר מחומר אפל, אמר טקדה, הם היו צריכים לראות כאלף אותות מיקרולנסינג.
שמעון בירד, פיזיקאי חור שחור מאוניברסיטת קליפורניה - ריברסייד, שלא היה מעורב בעבודה, אמר: "מיקרולנסינג הוא תקן הזהב לגילוי חורים שחורים או פסילתם." "עבודה זו שוללת חורים שחורים קדומים כחומר אפל בטווח של המונים שבהם האילוצים הקודמים לא היו חזקים ולא חזקים כמו החדשים האלה. זו תוצאה נחמדה מאוד."
האם זה המסמר האחרון בארון הקבורה? האם התיאוריה של הוקינג באמת מתה? לא כך, על פי בירד וטקדה, שאומרים כי חורים שחורים קדומים של מגוון מסויים של המונים עדיין לא חוסלו לחלוטין כמועמדים.
"יש עדיין כמה המונים שבהם האילוצים חלשים, בסביבות 20-30 מסות שמש", אמר בירד ל- Live Science. "אלה עדיין יכולים להיות 1% עד 10% מהחומר האפל ... ועדיין יש חלון להמונים נמוכות יותר, כמו המסה של אסטרואיד קטן מאוד."
"הפיזיקאים שלנו מאוד נרגשים מכיוון שעדיין יש חלון", אמר טקדה. הנתונים לא יכולים לשלול את החורים השחורים הקטנים והצעירים האלה מכיוון שההבזקים מאותם חורים שחורים היו קצרים מדי, "אז עלינו לחשוב על שיטה אחרת לעשות זאת."
עם זאת, התגלה "הבזק" אחד בסקר שלהם. אמנם זו הייתה תוצאה ראשונית יחידה, אך היא עלולה בסופו של דבר להיות חשובה להפליא: הגילוי הראשון של חור שחור קדום, שיהווה אימות פורץ דרך של חלק מיצירותיו של הוקינג.
"רק תצפית אחת אינה כה משכנעת," אמר טקדה. "אנו זקוקים לתצפיות נוספות כדי לאשר. אם זה היה באמת, עלינו להמשיך ולמצוא את אותו הדבר" שכן הם ממשיכים להשתמש ב- HSC כדי לחפש מיקרולנסציה נוספת.
