బిగ్ బ్యాంగ్ తర్వాత ఏర్పడినట్లు భావించే ప్రిమోర్డియల్ బ్లాక్ హోల్స్ (PBHs), విశ్వం అంతటా వేడెక్కడం మరియు పేలడం జరుగుతుంది.
హాకింగ్ రేడియేషన్ ద్వారా నడిచే ఈ బ్లాక్ హోల్ పేలుళ్లు – కాల రంధ్రాలు వాటి తీవ్రమైన గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రాల కారణంగా వాక్యూమ్ నుండి కణాలను ఉత్పత్తి చేసే క్వాంటం ప్రక్రియ – రాబోయే టెలిస్కోప్‌ల ద్వారా కనుగొనబడవచ్చు, భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు కొత్త అధ్యయనంలో సూచిస్తున్నారు. మరియు, ఒకసారి గుర్తించబడినప్పుడు, ఈ అన్యదేశ పేలుళ్లు మన విశ్వంలో గతంలో కనుగొనబడని కణాలను కలిగి ఉన్నాయో లేదో బహిర్గతం చేయగలవు.
సమయం ప్రారంభం నుండి బ్లాక్ హోల్స్
ద్రవ్యరాశి కంటే కొన్ని రెట్లు ఎక్కువగా ఉన్న కాల రంధ్రాల ఉనికికి ఇప్పటికే చాలా ఆధారాలు ఉన్నాయి సూర్యుడు సూర్యుని ద్రవ్యరాశి బిలియన్ల రెట్లు. ఈ బ్లాక్ హోల్స్ విలీనాల సమయంలో అవి విడుదల చేసే గురుత్వాకర్షణ తరంగాల ద్వారా నేరుగా గుర్తించబడ్డాయి, ఇవి వాటి పెరుగుదలకు సహాయపడతాయి. వంటి కొన్ని బ్లాక్ హోల్స్ పాలపుంత యొక్క ధనుస్సు A*ఈవెంట్ హారిజన్ టెలిస్కోప్ ద్వారా నేరుగా “షాడోస్”గా చిత్రీకరించబడింది.
1967లో యాకోవ్ జెల్డోవిచ్ మరియు ఇగోర్ నోవికోవ్‌లు మొదటిసారిగా ప్రతిపాదించిన PBHలు, సెకను తర్వాత మొదటి భిన్నాలలో ఏర్పడినట్లు భావిస్తున్నారు. బిగ్ బ్యాంగ్ మరియు ప్రకారం, సబ్‌టామిక్ కణాల వలె చిన్నవిగా ఉండవచ్చు నాసా. భారీ నక్షత్రాలు మరియు గెలాక్సీల పతనం నుండి ఏర్పడే వాటి పెద్ద ప్రతిరూపాల వలె కాకుండా, PBH లు ప్రారంభ విశ్వంలోని కణాల యొక్క అత్యంత వేడి “ప్రైమెవల్ సూప్”లో అల్ట్రాడెన్స్ ప్రాంతాల పతనం నుండి ఉద్భవించి ఉండవచ్చు.
అవి ఉనికిలో ఉన్నట్లయితే, ఈ కాంపాక్ట్ వస్తువులు సహజ వివరణను అందించగలవు కృష్ణ పదార్థంవిశ్వంలోని పదార్థంలో దాదాపు 85% వరకు ఉండే అదృశ్య ఎంటిటీ. అయినప్పటికీ, PBHలు అస్పష్టంగానే ఉన్నాయి. వారి సైద్ధాంతిక ఉనికి కాస్మోలాజికల్ నమూనాల కలయికతో మద్దతు ఇస్తుంది, కానీ అవి ఇంకా ప్రత్యక్షంగా గమనించబడలేదు.
హాకింగ్ రేడియేషన్ ప్రభావం
PBHల యొక్క అత్యంత ఆసక్తికరమైన అంశాలలో ఒకటి హాకింగ్ రేడియేషన్‌తో వాటి కనెక్షన్. ప్రకారం క్వాంటం సిద్ధాంతంకాల రంధ్రాలు పూర్తిగా “నలుపు” కాదు; స్టీఫెన్ హాకింగ్ సిద్ధాంతీకరించిన ప్రక్రియ ద్వారా అవి రేడియేషన్‌ను విడుదల చేస్తాయి మరియు నెమ్మదిగా ద్రవ్యరాశిని కోల్పోతాయి. హాకింగ్ రేడియేషన్ అని పిలువబడే ఈ ఉద్గారాలు, కాల రంధ్రం యొక్క అంచుకు సమీపంలో ఉన్న ఖాళీ శూన్యత నుండి వర్చువల్ పార్టికల్ జతలు పాప్ ఇన్ మరియు అవుట్ అయినప్పుడు సంభవిస్తుంది – దాని “ఈవెంట్ హోరిజోన్.” ఈ జంటలు సాధారణంగా ఒకదానికొకటి వినాశనం అయితే, ఒకటి బ్లాక్ హోల్‌లో పడితే, మరొక కణం రేడియేషన్‌గా తప్పించుకోగలదు. కాలక్రమేణా, ఇది కాల రంధ్రం యొక్క క్రమక్రమంగా బాష్పీభవనానికి దారి తీస్తుంది.
“సూర్యుని కంటే కొన్ని రెట్లు పెద్ద ద్రవ్యరాశి కలిగిన కాల రంధ్రాల కోసం, హాకింగ్ రేడియేషన్ దాదాపుగా గుర్తించబడదు,” మార్కో కాల్జాపోర్చుగల్‌లోని కోయింబ్రా విశ్వవిద్యాలయంలో సైద్ధాంతిక భౌతిక శాస్త్రవేత్త మరియు అధ్యయనం యొక్క సహ రచయిత, లైవ్ సైన్స్‌కి ఇమెయిల్‌లో చెప్పారు. “కానీ తేలికైన కాల రంధ్రాలు – PBHలు వంటివి – చాలా వేడిగా ఉంటాయి మరియు చాలా ఎక్కువ రేడియేషన్‌ను విడుదల చేస్తాయి, ఈ ప్రక్రియను గుర్తించడానికి మాకు అవకాశం కల్పిస్తుంది. ఈ రేడియేషన్ ఫోటాన్‌ల నుండి ఎలక్ట్రాన్‌ల నుండి న్యూట్రినోల వరకు అనేక రకాల కణాలను కలిగి ఉంటుంది.”
PBH ఆవిరైనప్పుడు, అది ద్రవ్యరాశిని కోల్పోతుంది, వేడిగా మారుతుంది మరియు ఫీడ్‌బ్యాక్ లూప్‌లో ఎక్కువ రేడియేషన్‌ను విడుదల చేస్తుంది. చివరికి, బ్లాక్ హోల్ రేడియేషన్ యొక్క శక్తివంతమైన విస్ఫోటనంలో పేలుతుంది – ఇప్పటికే ఉన్న గామా-రే మరియు న్యూట్రినో టెలిస్కోప్‌లు చురుకుగా శోధిస్తున్న ప్రక్రియ. ఖచ్చితమైన PBH పేలుళ్లు ఇంకా కనుగొనబడనప్పటికీ, కొత్త అధ్యయనం ఈ అరుదైన సంఘటనలు కొత్త భౌతిక శాస్త్రాన్ని అన్‌లాక్ చేయడానికి కీలకమని సూచిస్తున్నాయి.
PBH యొక్క చివరి క్షణాలను పరిశీలిస్తోంది
వారి ఇటీవలి అధ్యయనంలో, ప్రచురించబడింది జర్నల్ ఆఫ్ హై ఎనర్జీ ఫిజిక్స్Calzà మరియు అధ్యయన సహ రచయిత João G. రోసా, కోయింబ్రా విశ్వవిద్యాలయంలో సైద్ధాంతిక భౌతిక శాస్త్రవేత్త కూడా, బాష్పీభవనం యొక్క చివరి దశలలో PBHలను అధ్యయనం చేయడానికి వినూత్న పద్ధతులను ప్రవేశపెట్టారు. వారి హాకింగ్ రేడియేషన్ యొక్క లక్షణాలను విశ్లేషించడం ద్వారా, ద్వయం PBH యొక్క ద్రవ్యరాశి మరియు స్పిన్‌ను అంచనా వేయడానికి సాధనాలను అభివృద్ధి చేసింది.
“PBH యొక్క ద్రవ్యరాశిని ట్రాక్ చేయడం మరియు అది ఆవిరైపోతున్నప్పుడు స్పిన్ చేయడం దాని నిర్మాణం మరియు పరిణామం గురించి విలువైన ఆధారాలను అందిస్తుంది” అని రోసా లైవ్ సైన్స్‌కి ఇమెయిల్‌లో చెప్పారు.
వారి పని ప్రాథమిక భౌతిక శాస్త్రానికి ముఖ్యమైన చిక్కులను కలిగి ఉంది. మునుపటి అధ్యయనంలో, ఆక్స్‌ఫర్డ్ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన రోసా, కాల్జా మరియు సహకారి జాన్ మార్చి-రస్సెల్ ఎలా అన్వేషించారు స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం – ఒకే క్వాంటం సిద్ధాంతంలో ప్రకృతి యొక్క ప్రాథమిక శక్తులను ఏకీకృతం చేసే ప్రయత్నం – ఆవిరైపోతున్న PBHని ప్రభావితం చేయవచ్చు. స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం అక్షాంశాలు అని పిలువబడే అనేక తక్కువ ద్రవ్యరాశి కణాల ఉనికిని అంచనా వేస్తుంది, వాటికి అంతర్గత స్పిన్ లేదు. హాకింగ్ అంచనాలకు విరుద్ధంగా, అక్షసంబంధ ఉద్గారాలు వాస్తవానికి PBHని తిప్పగలవని వారి పరిశోధన సూచించింది.
“ఒక స్పిన్నింగ్ PBH ఈ అన్యదేశ అక్షాలకు బలవంతపు సాక్ష్యాలను అందిస్తుంది, కణ భౌతిక శాస్త్రంపై మన అవగాహనలో విప్లవాత్మక మార్పులను కలిగిస్తుంది” అని కాల్జా చెప్పారు.
ఇంకా, PBH యొక్క ద్రవ్యరాశి మరియు దాని చివరి క్షణాల్లో స్పిన్ యొక్క పరిణామాన్ని విశ్లేషించడం ఇతర కొత్త కణాల ఉనికిని వెల్లడిస్తుందని అధ్యయనం సూచిస్తుంది. హాకింగ్ రేడియేషన్ స్పెక్ట్రమ్‌ను ట్రాక్ చేయడం ద్వారా, శాస్త్రవేత్తలు అధిక-శక్తి కణ భౌతిక నమూనాల మధ్య తేడాను గుర్తించగలరు. IceCube వంటి న్యూట్రినో టెలిస్కోప్‌లు అంతరిక్షంలో PBHలు పేలినప్పుడు ఈ కొత్త కణాలను వెలికితీయడంలో కూడా సహాయపడతాయి.
“మేము కేవలం ఒక పేలుడు PBHని పట్టుకుని, దాని హాకింగ్ రేడియేషన్‌ను కొలవగలిగితే, మేము కొత్త కణాల గురించి విపరీతమైన మొత్తాన్ని నేర్చుకోగలము మరియు భవిష్యత్తులో కణ యాక్సిలరేటర్ల రూపకల్పనకు మార్గనిర్దేశం చేయగలము” అని రోసా చెప్పారు.
పేలుతున్న PBH ఇంకా కనుగొనబడనప్పటికీ, కాల్జా మరియు రోసా బృందం అభివృద్ధి చేసిన సాధనాలు మరియు పద్ధతులు భవిష్యత్ ఆవిష్కరణలకు మార్గం సుగమం చేస్తాయి. అపూర్వమైన సున్నితత్వంతో అనేక కొత్త గామా-రే మరియు న్యూట్రినో టెలిస్కోప్‌లు ఇప్పటికే అభివృద్ధిలో ఉన్నందున, అంకితమైన ప్రయోగాలు అవసరం లేదని పరిశోధకులు నొక్కి చెప్పారు.
“రాబోయే టెలిస్కోప్‌లు సమీపంలోని పేలిపోతే ఒకదానిని సులభంగా గుర్తించగలవు. పేలుతున్న PBHని గుర్తించే అదృష్టం మనకు ఉంటే, అది ప్రకృతి యొక్క ప్రాథమిక నియమాల గురించి మనకు తెలిసిన ప్రతిదాన్ని మార్చగలదు” అని రోసా చెప్పారు.
