Mini Black Holes è stato escluso come candidato per la materia oscura dall'indagine di Voyager 1

Una spiegazione a lungo termine per la natura della materia oscura potrebbe essere stata esclusa dalle osservazioni fatte dall'invecchiamento della sonda Voyager 1 - l'astronave più distante dell'umanità.

La sonda Voyager 1 - lanciata nel 1977 e attualmente a 21,7 miliardi di km dalla Terra dopo aver lasciato il sistema solare sei anni fa - ha aiutato i fisici teorici a determinare che una teoria di lunga data che identifica i mini-buchi neri - lasciati dal Big Bang - come la materia oscura potrebbe non essere corretta.

Alan Cummings, uno scienziato spaziale del California Institute of Technology di Pasadena, che ha lavorato sul Voyager 1 dal 1973 e che non era coinvolto nell'analisi è stato sorpreso dall'uso dei dati della sonda in questo modo: "Non ho mai pensato che noi" sarei in grado di contribuire in qualsiasi modo allo studio della materia oscura ".

Impressione dell'artista di Voyager 1 (NASA)

Finché si pensa che la materia oscura esista, alcuni astronomi hanno creduto che potesse essere composta da buchi neri. La teoria è leggermente sfavorevole poiché la materia oscura supera la materia normale nell'Universo con un rapporto di 17: 3, il che significa che non ci sarebbero state abbastanza stelle che collassavano per creare la quantità richiesta di buchi neri in primo luogo.

Ciò significa che la connessione deve essere limitata ai buchi neri creati nell'universo primordiale dal collasso di densi ammassi di particelle prima ancora che le stelle si formassero. Ciò significa anche che questi buchi neri devono essere estremamente piccoli e in piccoli gruppi o i loro effetti sarebbero evidenti dalla Terra sotto forma di lenti gravitazionali (quando un'area di gravità intensa deforma una regione dello spazio-tempo nella misura in cui la luce è piegata mentre passa oltre).

Bernard Carr, un cosmologo della Queen Mary University di Londra, che ha lavorato all'idea per 40 anni, dice a Science che queste considerazioni pongono restrizioni sulle possibili masse per i buchi neri primordiali. Le tre possibilità che sarebbero consentite sono; masse comprese tra 1 e 10 volte quella del sole; circa un miliardesimo del sole; o al di sotto di circa un quadrilione di quello del sole - 10 miliardi di tonnellate. Quei buchi neri più piccoli sarebbero larghi solo quanto un nucleo atomico.

Impressione dell'artista di un mini buco nero

Se questi mini buchi neri sono presenti, dovrebbero irradiare i cosiddetti "radiazioni Hawking" a un ritmo maggiore rispetto ai buchi neri più grandi. Dovrebbero anche produrre elettroni e positroni a causa di effetti meccanici quantistici. Mentre questa radiazione e le particelle cariche potrebbero non essere visibili dall'interno del sistema solare a causa del campo magnetico del Sole, l'eliosfera - dovrebbe essere osservabile dall'esterno del sistema solare.

Quindi dalla sua posizione al di fuori dell'eliosfera, Voyager 1 dovrebbe essere in posizione privilegiata per individuare questa radiazione. Questo è l'argomento di Mathieu Boudaud e Marco Cirelli, teorici dell'Università della Sorbona di Parigi, in un articolo pubblicato su Physical Review Letters.

La posizione attuale di Voyager 1 al di fuori del sistema solare consente di cercare mini buchi neri (https://theskylive.com/voyager1-tracker accessibile il 10/01/19)

Da quando ha lasciato il sistema solare, Voyager 1 ha rilevato piccole quantità di elettroni e positroni che avrebbero potuto essere creati da effetti meccanici quantistici ai margini degli orizzonti degli eventi dei buchi neri. Ma anche se tutte queste particelle provengono da mini buchi neri, non è sufficiente giustificare la quantità di mini buchi neri necessari per rappresentare l'85% della materia nella Via Lattea. In effetti, Boudard e Cirelli lo calcolano in realtà solo per circa l'1% del contenuto di materia oscura della Via Lattea.

La mancanza di rilevazione non esclude i buchi neri primordiali più grandi dei candidati alla materia oscura, poiché questi non produrrebbero quasi la stessa radiazione di Hawking o particelle cariche e quindi non sono rilevabili da Voyager 1.

Per uno, Carr non è troppo turbato dalla scoperta: "Questa finestra a bassa massa non è mai stata la mia preferita, non mi disturba personalmente se i vincoli ora la escludono."

Ricerca originale: https://arxiv.org/abs/1807.03075