原始的なブラックホールとマルチバースでの暗黒物質の探索

原始的なブラックホールとマルチバースでの暗黒物質の探索

Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe(Kavli IPMU)は、科学知識のさまざまな分野に高度な資格を持つ専門家が多数存在するため、学際的なプロジェクトが豊富にあることで有名です。そのようなプロジェクトの1つは、星や銀河が形成される前に、初期の宇宙で形成された可能性のあるブラックホールを研究することです。

このような原始的なブラックホールは、宇宙の暗黒物質のすべてまたは一部、観測された重力波信号の一部の原因となる可能性があり、私たちや他の銀河の中心にある超巨大なブラックホールの種としても機能します。

原始的なブラックホールをよりよく理解するために、KavliIPMUのAlexanderKusenkoが率いるチームは、初期の宇宙の研究に目を向けました。初期の宇宙は非常に密集していたため、50%を超える正の密度変動はブラックホールの形成につながる可能性がありました。しかし、科学は、銀河の胚を生じさせた宇宙の摂動の大きさがはるかに小さかったことを知っています。それにもかかわらず、初期の宇宙で起こった多くのプロセスは、ブラックホールの形成を助長する条件の出現につながる可能性があります。

興味深い可能性の1つは、銀河や銀河クラスターなど、現代世界で観察される主要な構造を引き起こすと考えられている宇宙の急速な拡大の期間である膨張中に、「娘宇宙」から原始的なブラックホールが形成された可能性があることです。比較的小さな娘の宇宙は、少量の大量のエネルギーの放出によって崩壊し、したがってブラックホールを形成した、と著者らは説明した。大きな娘の宇宙はインフレーションの拡大を経験しましたが、アインシュタインの相対性理論の規定によれば、拡大後は内部の観察者だけが巨大になり、外部の観察者、つまりあなたと私にとっては、これらの娘の宇宙もブラックホールとして現れるはずです、と付け加えました彼ら。

Kusenkoのチームは、彼らの研究で、原始的なブラックホールの形成の新しいシナリオを説明し、マルチバースのシナリオに従って形成されたブラックホールが、8.2メートルのスバル望遠鏡のHyper Suprime-Cam(HSC)カメラを使用して検出できることを示しました。このカメラの独自性は、アンドロメダ銀河全体の詳細な写真を撮ることができるという事実にあります-そしてこの時点で原始的な黒い穴が銀河の星の1つの前を通過すると、そのような黒い穴の質量を決定することが可能になります。 Kavli IPMUチームは、公開された研究(Takada et al。、2019、Nature Astronomy 3、524-534)で、HSCカメラによって検出された原始的なブラックホールの興味深い新しい候補を以前に報告しました。

研究はジャーナルPhysicalReviewLettersに掲載されています。