I primi buchi neri formatisi nei momenti caotici successivi al Big Bang potrebbero non essere scomparsi come si pensava. Uno studio recente mette in discussione l’ipotesi di lunga data secondo cui i buchi neri primordiali – i primi buchi neri dell’universo – inevitabilmente si restringono ed evaporano attraverso la radiazione di Hawking. Invece, la ricerca suggerisce che alcuni di questi antichi oggetti potrebbero essere cresciuti assorbendo la radiazione proveniente dall’universo primordiale, sopravvivendo potenzialmente fino ad oggi come componente della materia oscura.
Il modello standard e le nuove scoperte
Per decenni, il consenso scientifico ha sostenuto che i buchi neri primordiali più piccoli avrebbero gradualmente perso massa a causa della radiazione di Hawking, fino a scomparire. Questo destino era considerato inevitabile secondo la relatività generale. Tuttavia, la nuova indagine – pubblicata a gennaio su arXiv – introduce un fattore critico: l’estrema radiazione termica presente nell’universo primordiale. L’articolo sostiene che se l’“efficienza di collasso” di un buco nero primordiale supera una certa soglia, non evapora semplicemente; si nutre attivamente dei fotoni circostanti, crescendo invece in massa.
Questo non è semplicemente un adeguamento alla teoria esistente. L’universo primordiale era un ambiente incredibilmente denso e caldo, pieno di radiazioni ad alta energia. Se i buchi neri primordiali potessero assorbire efficacemente questa radiazione, il loro tasso di sopravvivenza sarebbe significativamente più alto di quanto stimato in precedenza. Ciò mette alla prova la nostra comprensione del loro ciclo di vita e amplia notevolmente la possibile gamma di masse che potrebbero esistere ancora oggi.
Implicazioni per la materia oscura
Le implicazioni sono profonde, in particolare per la ricerca della materia oscura, la misteriosa sostanza che costituisce circa l’85% della massa dell’universo. Se i buchi neri primordiali potessero crescere e persistere, potrebbero costituire una porzione sostanziale della materia oscura. La ricerca specifica che l’intervallo di massa consentito a questi buchi neri per agire come candidati alla materia oscura aumenta notevolmente a seconda della loro efficienza di assorbimento.
- Con un’efficienza di assorbimento di 0,3, l’intervallo di massa vitale si espande da 10^16 grammi a 10^21 grammi.
- Con un’efficienza di 0,39, l’intervallo aumenta da 5×10^14 grammi a 5×10^19 grammi.
Questi intervalli sono molto più ampi di quanto considerato in precedenza, il che significa che buchi neri primordiali di varie masse potrebbero ancora esistere senza essere rilevati oggi.
Ripensare l’Universo primordiale
Questo lavoro richiede una rivalutazione fondamentale della nostra comprensione del cosmo primordiale. Pensavamo di sapere come si sono evoluti questi oggetti, ma sembra che l’universo avesse un piano diverso. La capacità dei buchi neri primordiali di crescere altera radicalmente la nostra storia cosmica, costringendoci a riconsiderare le condizioni della loro formazione e il ruolo potenziale che svolgono nel mistero in corso della materia oscura.
Questa ricerca non è solo una piccola modifica a un modello; è un nuovo capitolo nella nostra comprensione dei primi momenti dell’universo.
