Găuri negre ultra-ușoare de la începutul universului ar putea explica materia întunecată

In legatura cu compozitia (structura) materiei intunecate (negre) care formeaza gaurile negre din univers precum si in legatura cu modul in care au luat nastere si au evoluat gaurile negre va propun urmatoarele 4 ipoteze:
Ipoteza nr. 1.
Materia neagra, existenta intr-o gaura neagra, este o entitate sferica, solida, omogena, de un negru absolut, cu o densitate extrema, dar finita. Nu poate exista in univers o densitate mai mare. Este o forma speciala de existenta a materiei, care nu exista in mod natural pe Terra si nici nu poate fi produsa in laborator din motivele pe care le expun in ipoteza nr. 3. Pot exista gauri negre cu diametre microscopice. Acestea pot fuziona si astfel se realizeaza gauri negre cu diametre mai mari.
Ipoteza nr. 2.
Cea mai importanta caracteristica a materiei negre este aceea ca, spre deosebire de materia obisnuita, cunoscuta, nu contine atomi si nici particule subatomice sau elementare. Materia neagra este pur si simplu un monolit. De aceea, intr-o gaura neagra nu exista tranzitii cuantice, prin care sa fie emisi fotoni. Einstein a explicat mecanismul prin care este emis un foton: cand un electron trece de pe un nivel energetic superior pe unul inferior, emite un foton, care are energia egala cu diferenta de energie dintre nivelul energetic initial si cel final al electronului. La impactul cu un electron, un foton este absorbit de acesta si astfel electronul trece pe un nivel energetic superior. Deoarece materia neagra nu contine niciun fel de particule, nu exista tranzitii cuantice si prin urmare nu exista emisii de fotoni.
La impactul cu materia neagra, fotonii sunt absorbiti de aceasta. Energia fotonilor se transforma in masa, conform relatiei lui Einstein E=mc2. Deoarece nu emite si nu reflecta lumina, materia neagra nu poate fi vazuta cu ochiul liber si nici cu alte echipamente/dispozitive optoelectronice inventate de om: telescop, camera foto/video, fototranzistor, fotodioda, fotorezistor, etc. Materia neagra nu emite radiatie electromagnetica de nicio lungime de unda si de aceea nu poate fi vazuta/pusa in evidenta in mod direct nici cu un radiotelescop. In anumite conditii, gaurile negre pot emite unde gravitationale. Astfel de unde au fost recent puse in evidenta. In cazul unei gauri negre cu diametrul mare, cu o atractie gravitationala foarte mare, este posibila punerea ei in evidenta, prin influenta pe care aceasta o exercita asupra materiei obisnuite din vecinatatea ei. Este binecunoscut faptul ca, recent, oamenii de stiinta au observat si fotografiat o gaura neagra care absoarbe materia obisnuita din vecinatatea ei.
Ipoteza nr. 3.
Considerand ca teoria BIG-BANG este corecta, este evident ca materia neagra a putut sa se formeze doar dupa momentul BIG BANG. Oamenii de stiinta sunt de acord ca, cel mai probabil, materia neagra s-a format si se formeaza si acum in miezul unor stele, unde presiunea si temperatura au valori extrem de mari, fara insa a se detalia mecanismul prin care se produce materia neagra.
Este binecunoscut faptul ca, datorita presiunii si temperaturii din miezul unei stele, prin reactii de fuziune nucleara, din atomii de hidrogen, rezulta atomi de heliu si energie. Ulterior, din alte reactii de fuziune nucleara, rezulta atomi mai grei (celelalte elemente chimice cunoscute).
Dar, datorita presiunii si temperaturii cu valori foarte mari din miezul unor stele masive, este posibil ca, in urma unor multiple reactii de fuziune nucleara, sa rezulte atomi supergrei, pe care acum noi nu ii cunoastem. Astfel de atomi nu se pot obtine in laboratoarele de pe Terra deoarece nu putem realiza presiunile si temperaturile necesare. In acceleratoarele de particule nu se vor putea obtine gauri negre microscopice deoarece in aceste acceleratoare se realizeaza ciocnirea unor particule accelerate pana la energii foarte inalte, fara a se realiza conditiile de temperatura si presiune din miezul unor stele masive. Datorita conditiilor extreme de temperatura si presiune, este posibil ca electronii unui atom supergreu sa fie impinsi, fortati sa intre in nucleul atomic unde fuzioneaza cu protonii si neutronii existenti acolo si astfel rezulta o gaura neagra microscopica. Apoi, gaurile negre microscopice fuzioneaza si absorb si atomii din jur. In acest fel, diametrul unei gauri negre creste pana cand gaura neagra absoarbe toata materia stelei din care s-a format. Ulterior, datorita gravitatiei, gaura neagra isi mareste diametrul prin absorbtia materiei din vecinatatea ei: planete, asteroizi, comete, stele, s.a. Prin aceasta absorbtie, materia obisnuita, formata din particule grupate in atomi si molecule, este transformata in materie neagra. Avand in vedere varsta universului, foarte posibil ca, pana acum, majoritatea stelelor formate in urma BIG BANG, s-au transformat deja in gauri negre. Asa se poate explica si diferenta majora intre masa calculata a materiei din univers si masa materiei care se poate vedea.
Ipoteza nr. 4.
Considerand ca universul este in expansiune inca de la BIG BANG, este evident ca primele stele formate sunt acum cele mai indepartate si, cel mai probabil, sunt transformate in gauri negre. Fiind in numar mare, acestea exercita o forta gravitationala mare asupra stelelor mai tinere si asa s-ar putea explica expansiunea accelerata a universului.
Desigur, cele de mai sus sunt ipoteze. Cred ca sunt foarte greu de conceput si poate chiar imposibil de realizat experimente care sa demonstreze corectitudinea lor. Poate ca, cineva cu abilitatile matematice necesare, ar putea pune aceste ipoteze sub forma unor ecuatii matematice si astfel sa fie demonstrata corectitudinea ipotezelor pe cale teoretica.
Cu stima,
Marin Gurgu