"Wykrycie pierwotnych czarnych dziur otwiera nowe perspektywy dla zrozumienia pochodzenia Wszechświata, ponieważ te wciąż hipotetyczne czarne dziury musiały powstać zaledwie kilka niewielkich ułamków sekundy po Wielkim Wybuchu. Ich badanie jest bardzo interesujące dla badań w fizyce teoretycznej i kosmologii, ponieważ mogłyby w niezwykły sposób wyjaśnić pochodzenie ciemnej materii we Wszechświecie" - powiedział m.in.członkowie zespołu kierowanego przez profesora Fuzfa, astrofizyka z Uniwersytetu w Namur (UNamur).

Chodziło o połączenie wiedzy UNamur w dziedzinie anten fal grawitacyjnych, pomysłu opatentowanego przez profesora Fuzfa w 2018 roku i badanego przez Nicolasa Hermana w ramach jego doktoratu, z wiedzą ULB w rozwijającej się dziedzinie pierwotnych czarnych dziur, w której profesor Clesse jest jednym z centralnych graczy.Właśnie opracowali aplikację tego typu detektora w celu obserwacji"małe" pierwotne czarne dziury. Ich wyniki zostały właśnie opublikowane w czasopiśmie Physical Review D.

"Do tej pory te pierwotne czarne dziury są wciąż hipotetyczne, ponieważ trudno jest odróżnić czarną dziurę powstałą w wyniku implozji gwiezdnego jądra od pierwotnej czarnej dziury. Możliwość obserwowania mniejszych czarnych dziur, o masie planety o wielkości kilku centymetrów, pozwoliłaby na uzyskanie różnicy" - mówi zespół badaczy.Kontynuują oni: "Proponujemyeksperymentatorów urządzenie, które mogłoby je wykryć, przechwytując fale grawitacyjne, które emitują podczas łączenia się, a które mają znacznie wyższe częstotliwości niż te obecnie dostępne."

Ale na czym polega ta technika? Na "antenie" fal grawitacyjnych, składającej się ze specyficznej metalowej wnęki wygodnie zanurzonej w silnym zewnętrznym polu magnetycznym. Kiedy fala grawitacyjna przechodzi przez pole magnetyczne, generuje fale elektromagnetyczne we wnęce. W pewnym sensie fala grawitacyjna sprawia, że wnęka "gwiżdże" (rezonuje), nie dźwiękiem, ale mikrofalami.

Tego typu urządzenie, o wielkości zaledwie kilku metrów, wystarczyłoby do wykrywania fuzji małych pierwotnych czarnych dziur miliony lat świetlnych od Ziemi. Jest ono znacznie bardziej kompaktowe niż powszechnie stosowane detektory (interferometry LIGO, Virgo i KAGRA), które mają długość kilku kilometrów.Metoda detekcji sprawia, że jest ono czułe na fale grawitacyjne o częstotliwości bardzowysokie (rzędu 100 MHz, w porównaniu do 10-1000 Hz dla LIGO / Virgo / Kagra), które nie są produkowane przez powszechne źródła astrofizyczne, takie jak fuzje, gwiazdy neutronowe lub gwiezdne czarne dziury.

Z drugiej strony, jest idealny do wykrywania małych czarnych dziur, masy planety, a jego rozmiar waha się od małej piłki do piłki tenisowej. "Proponowany przez nas detektor łączy dobrze opanowane i codzienne technologie, takie jak magnetrony w kuchenkach mikrofalowych, magnesy MRI i anteny radiowe. Ale nie demontuj natychmiast swoich urządzeń, aby rozpocząć przygodę: przeczytaj nasz artykułnajpierw, potem zamówić sprzęt, zrozumieć urządzenie i sygnał czekający na ciebie przy wyjściu - mówią badacze, śmiejąc się.

Ta opatentowana technika jest obecnie na etapie zaawansowanego modelowania teoretycznego, ale posiada wszystkie elementy niezbędne do wejścia w bardziej konkretną fazę, z budową prototypu. W każdym razie otwiera drogę do fundamentalnych badań nad pochodzeniem naszego Wszechświata. Oprócz pierwotnych czarnych dziur, tego typu detektor mógłby również bezpośrednio obserwować falefale grawitacyjne emitowane w czasie Wielkiego Wybuchu, a więc badające fizykę przy znacznie wyższych energiach niż te osiągane w akceleratorach cząstek.

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie naukowym Physical Review D .