Primordiaalinen musta aukko

Primordiaalinen musta aukko tai alkuperäinen musta aukko on hypoteettinen musta aukko, joka on muodostunut pian alkuräjähdyksen jälkeen.

Historiaa

Primordiaalisten mustien aukkojen olemassaolon esittivät ensimmäisinä neuvostoliittolaiset fyysikot Jakov Borisovitš Zeldovitš ja Igor Dmitrijevitš Novikov vuonna 1966. Stephen Hawking tutki 1971 ensimmäisenä niiden muodostumisen teoreettista taustaa.

Jotkut tutkijat ovat esittäneet, että LIGO:n 2015 havaitsemassa mustien aukkojen yhteentörmäyksessä osallisina olleet aukot olisivat olleet primordiaalisia, koska ne olivat epätavallisen massiivisia stellaarisiksi mustiksi aukoiksi. LIGO:n havaintojen jälkeen kiinnostus mahdollisten 1-100 Auringon massan primordiaalisten aukkojen olemassaoloon on elpynyt.

Muodostuminen

Primordiaalisten mustien aukkojen oletetaan muodostuneen varhaisessa maailmankaikkeudessa (< 1 s). Olennainen vaatimus on varhaisen universumin tiheyden vaihtelu, josta on paikoitellen seurannut gravitaation aiheuttama luhistuminen mustaksi aukoksi. Tähän katsotaan vaadittavan tiheysero $\delta \rho /\rho \sim 0,1$ (missä $\rho$ on maailmankaikkeuden tiheys.

Ominaisuudet

Riippuen käytetystä mallista, primordiaalisten mustien aukkojen alkumassa voisi vaihdella 10^-8 kg:sta (ns. Planckin reliikit) tuhansiin Auringon massoihin. Alle 10¹¹ kg massaiset aukot ovat kuitenkin haihtuneet Hawkingin säteilyn takia ennen nykyhetkeä, jos ne eivät ole törmänneet toisiinsa ja sulautuneet massiivisemmiksi aukoiksi. Primordiaaliset mustat aukot ovat ei-baryonisia, joten ne ovat mahdollinen selitys pimeälle aineelle. Kvasaarien mikrolinssiefektien perusteella on kuitenkin arvioitu, että mustien aukkojen osuus pimeästä aineesta on vähemmän kuin puolet. Ne voisivat myös toimia siemeninä galaksien keskustoissa sijaitseville supermassiivisille mustille aukoille.