Ky koncept artistik jep një qasje imagjinare për të përfytyruar vrima të zeza të vogla primordiale. Në realitet, vrimat e zeza kaq të vogla do ta kishin shumë të vështirë të formonin disqe akrecioni që i bëjnë të dukshme këtu. Kredite: Qendra Hapësinore Goddard e NASA-s
Fizikanët kanë besuar prej kohësh se vrimat e zeza shpërthejnë në fund të jetës së tyre, dhe se këto shpërthime ndodhin—në rastin më të mirë—vetëm një herë në 100,000 vjet. Por kërkime të reja të publikuara në Physical Review Letters nga fizikanë të Universitetit të Massachusetts Amherst kanë zbuluar një probabilitet mbi 90% që një nga këto shpërthime të vrimave të zeza mund të shihet brenda dekadës së ardhshme, dhe se, nëse jemi të përgatitur, flota jonë aktuale e teleskopëve hapësinorë dhe tokësorë mund të dëshmojë ngjarjen.
Një shpërthim i tillë do të ishte provë e fortë e një lloji të teorizuar, por kurrë të vëzhguar, të vrimës së zezë të quajtur “vrimë e zezë primordiale” (PBH), që mund të jetë formuar më pak se një sekondë pas Big Bengut, 13.8 miliardë vjet më parë.
Për më tepër, shpërthimi do të jepte një katalog përfundimtar të të gjitha grimcave nënatomike ekzistuese, duke përfshirë ato që i kemi vëzhguar tashmë, si elektronet, kuarkët dhe bozonet Higgs, ato që vetëm i kemi hipotezuar, si grimcat e materies së errët, si dhe gjithçka tjetër që deri më tani është krejtësisht e panjohur për shkencën. Ky katalog do të jepte më në fund përgjigjen për një nga pyetjet më të vjetra të njerëzimit: nga erdhi gjithçka që ekziston?
Ne e dimë se vrimat e zeza ekzistojnë dhe kemi një kuptim të mirë të ciklit të tyre jetësor: një yll i madh, i vjetër, mbetet pa karburant, shembet në një supernova jashtëzakonisht të fuqishme dhe lë pas një zonë të hapësirë-kohës me një gravitet aq intensiv saqë asgjë, madje as drita, nuk mund të shpëtojë. Këto vrima të zeza janë jashtëzakonisht të rënda dhe në thelb të qëndrueshme.
Por, siç theksoi fizikan Stephen Hawking në vitin 1970, një lloj tjetër vrime të zezë—një vrimë e zezë primordiale—mund të krijohej jo nga shembja e një ylli, por nga kushtet primordiale të universit menjëherë pas Big Bengut. PBH-të, ashtu si vrimat e zeza standarde, janë aq masivisht të dendura saqë pothuajse asgjë nuk mund të shpëtojë prej tyre—kjo është arsyeja pse ato janë “të zeza”.
Megjithatë, pavarësisht dendësisë së tyre, PBH-të mund të jenë shumë më të lehta se vrimat e zeza që kemi vëzhguar deri tani. Për më tepër, Hawking tregoi gjithashtu se vrimat e zeza kanë një temperaturë dhe mund, teorikisht, të lëshojnë ngadalë grimca përmes asaj që tani njihet si “rrezatimi Hawking” nëse nxehen mjaftueshëm.
“Sa më e lehtë të jetë një vrimë e zezë, aq më e nxehtë duhet të jetë dhe aq më shumë grimca do të lëshojë. Ndërsa PBH-të avullojnë, ato bëhen gjithnjë e më të lehta dhe kështu më të nxehta, duke lëshuar edhe më shumë rrezatim në një proces të pakontrolluar deri në shpërthim. Është pikërisht ky rrezatim Hawking që teleskopët tanë mund të zbulojnë,” thotë Andrea Thamm, bashkautore dhe asistente profesore e fizikës në UMass Amherst.
Megjithatë, deri tani, askush nuk ka vëzhguar drejtpërdrejt një PBH.
“Ne e dimë se si të vëzhgojmë këtë rrezatim Hawking,” thotë Joaquim Iguaz Juan, studiues postdoktoral në fizikë në UMass Amherst. “Ne mund ta shohim atë me teleskopët që kemi aktualisht, dhe përderisa të vetmet vrima të zeza që mund të shpërthejnë sot ose në të ardhmen e afërt janë këto PBH-të, e dimë se nëse shohim rrezatim Hawking, po shohim një PBH që shpërthen.”
Megjithëse fizikanët që nga koha e Hawking kanë menduar se shanset për të parë një PBH që shpërthen janë jashtëzakonisht të vogla, Iguaz Juan vëren se “puna jonë si fizikanë është të vëmë në dyshim supozimet e pranuara, të bëjmë pyetje më të mira dhe të dalim me hipoteza më të sakta.”
Hipoteza e re e ekipit? Përgatituni tani për të parë shpërthimin. “Ne besojmë se ka deri në 90% gjasa që të dëshmojmë një PBH që shpërthen në 10 vitet e ardhshme,” thotë Aidan Symons, një nga bashkautorët e studimit dhe student i doktoraturës në fizikë në UMass Amherst.
Në punën e tyre, ekipi eksploron një “model të thjeshtë dark-QED.” Kjo është në thelb një kopje e forcës elektrike siç e njohim, por që përfshin një version shumë të rëndë të hipotezuar të elektronit, të cilin ekipi e quan një “elektron i errët.”
Ekipi më pas rishqyrtoi supozimet e mbajtura prej kohësh mbi ngarkesën elektrike të vrimave të zeza. Vrimat standarde të zeza nuk kanë ngarkesë, dhe është supozuar se edhe PBH-të janë neutralë elektrikisht.
“Ne bëjmë një supozim tjetër,” thotë Michael Baker, bashkautor dhe profesor i asociuar i fizikës në UMass Amherst. “Ne tregojmë se nëse një vrimë e zezë primordiale formohet me një ngarkesë të vogël elektrike të errët, atëherë modeli ynë parashikon se ajo duhet të stabilizohet përkohësisht përpara se më në fund të shpërthejë.”
Duke marrë parasysh të gjitha të dhënat eksperimentale të njohura, ata zbuluan se potencialisht mund të vëzhgojmë një shpërthim të PBH-ve jo një herë në 100,000 vjet, siç ishte menduar më parë, por një herë çdo 10 vjet.
“Ne nuk po pretendojmë se kjo absolutisht do të ndodhë këtë dekadë,” thotë Baker, “por mund të ketë 90% gjasa që të ndodhë. Meqenëse tashmë kemi teknologjinë për të vëzhguar këto shpërthime, duhet të jemi gati.”
Iguaz Juan shton, “Kjo do të ishte vëzhgimi i parë ndonjëherë i drejtpërdrejtë si i rrezatimit Hawking, ashtu edhe i një PBH-je. Ne do të merrnim gjithashtu një regjistër përfundimtar të çdo grimce që përbën gjithçka në univers. Do të revolucionarizonte plotësisht fizikën dhe do të na ndihmonte të rishkruanim historinë e universit.”
