Modern fizikte pek çok çözülmemiş gizem vardır; bunlardan biri de karanlık maddenin doğasıdır. Yeni bir çalışma, kara deliklerin kuantum etkilerine bağlayarak bu soruna beklenmedik bir çözüm sunuyor.
Klasik teoriye göre küçük kara delikler, olay ufkunun kenarındaki sanal parçacıkların gerçek parçacıklara dönüştüğü bir kuantum etkisi olan Hawking radyasyonu yoluyla buharlaşmalıdır. Parçacıklardan biri kara deliğe düşerken diğeri uçup gidiyor, enerjiyi taşıyor ve yavaş yavaş nesnenin kütlesini azaltıyor.
Ancak yakın zamanda keşfedilen kuantum hafıza etkisi, kara deliklerin evrimi konusundaki anlayışımızı değiştirebilir. Yeni teoriye göre kara delik başlangıç kütlesinin yarısını kaybettikten sonra buharlaşma süreci duruyor. Bunun nedeni, kara deliğin içindeki bilgi yapısının, dışarıdaki parçacıkların durumuna göre enerji açısından daha uygun olmasıdır.
Bu keşif, evrenin erken dönemlerinde oluşmuş olabilecek varsayımsal nesneler olan ilksel kara delikleri anlamak için önemlidir. Yıldızların çökmesi sonucu ortaya çıkan sıradan kara deliklerin aksine, ilkel kara delikler birkaç gramdan yüzbinlerce güneş kütlesine kadar değişen kütlelere sahip olabilir.
Araştırmacılar, ışıkla etkileşime girmeyen ancak yerçekimi yoluyla Evrenin yapısını etkileyen karanlık maddeyi oluşturan şeyin ilkel kara delikler olabileceğini öne sürüyorlar. Bu hipotez, Dünya’daki karanlık madde parçacıklarını aramaya yönelik çok sayıda deneyin neden başarısız olduğunu açıklıyor.
Bu teori, LISA, BBO ve ET gibi yeni nesil yerçekimsel dalga dedektörleri kullanılarak test edilecek. Eğer ilksel kara delikler gerçekten erken Evren’de oluşmuşsa, o zaman bu sürecin, tepe noktası 0,01-1 Hz frekansta ve genliği 10° civarında olan karakteristik bir kütleçekim dalgaları spektrumu yaratması gerekirdi.
Yerçekimi dalgalarının tahmin edilen spektrumunun keşfi, kuantum hafıza etkisinin varlığına dair güçlü kanıtlar sağlayacak ve ilkel kara deliklerin karanlık maddeyi oluşturduğu hipotezini doğrulayacaktır.
