Astronomii au calculat numărul găurilor negre din univers: 40.000.000.000.000.000.000

Cercetătorii de la SISSA au reușit să realizeze un calcul fascinant cu ajutorul unei noi abordări computaționale: numărul total al găurilor negre din univers. Mai mult, potrivit cercetării lor 1% din toată materia obișnuită (numită și barionică) din cosmos este capturată în interiorul unor găuri negre de dimensiune stelară, relatează SciTech Daily.

Câte găuri negre sunt în univers? Aceasta este una dintre cele mai interesante și arzătoare întrebări din cosmologia și astrofizica modernă. Subiectul fascinant a fost abordat recent de către Alex Sicilia, un doctorand la SISSA (Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati din Trieste), sub îndrumarea profesorilor Andrea Lapi și Lumen Boco, alături de alți colaboratori ai universității italiene și ale alteor instituții de învățământ superior și institute de cercetare din întreaga lume.

Într-o primă lucrare tocmai publicată în The Astrophysical Journal, cercetătorii relatează modul în care au investigat demografia găurilor negre de dimensiune stelară, adică a acelor găuri negre a căror masă este de câteva ori până la câteva sute de ori mai mare decât cea a soarelui nostru.

„Caracterul inovator al acestei lucrări este dat de combinarea unui model detaliat privind evoluția stelară și a sistemelor [stelare] binare cu rețete avansate de formare stelară și îmbogățire a metalelor în galaxii individuale. Aceasta este o primă lucrare dintr-o serie de cercetări mai robuste privind rolul găurilor negre de dimensiune stelară în istoria cosmică”, afirmă Sicilia, autor principal al studiului.

Potrivit acestei noi cercetări, în jur de 1% din totalul materiei obișnuite din univers a fost „înghițită” de acest tip de găuri negre.

În mod uluitor, cercetătorii au descoperit că numărul găurilor negre din universul observabil (o sferă cu diametru de aproximativ 90 de miliarde de ani lumină) se situează în prezent în jurul valori de 40 de miliarde de miliarde (adică 40 x 10 la puterea 18 sau un 4 urmat de 19 zerouri!).

O nouă metodă de a calcula numărul găurilor negre

Autorii studiului explică:

„Acest rezultat important a fost obținut mulțumită unei abordări originale care combină cod de ultimă generație privind evoluția stelară și a sistemelor binare dezvoltat de cercetătorul SISSA dr. Mario Spera unor prescripții empirice pentru proprietățile fizice relevante ale galaxiilor, în special în ceea ce privește formarea stelelor, cantitatea de masă stelară și metalicitatea mediului interstelar (toate fiind elemente importante pentru definirea numărului și maselor găurilor negre de dimensiune stelară”.

Folosind aceste ingrediente cruciale într-o abordare consecventă cu ajutorul noii lor tehnici computaționale, cercetătorii au calculat numărul de găuri negre de dimensiune stelară și distribuția maselor lor în întregul univers.

Care este originea celor mai masive găuri negre de dimensiune stelară?

Numărul găurilor negre din universul observabil nu este singurul subiect investigat de cercetători în lucrarea lor.

Ei au explorat de asemenea diferitele modalități prin care s-ar fi putut forma găurile negre de mase diferite pentru a vedea dacă își au originea în stele izolate, sisteme binare sau roiuri stelare.

Potrivit studiului, cele mai masive găuri negre de dimensiune stelară își au originea în principal în evenimentele dinamice din roiurile stelare.

Mai exact, cercetătorii au arătat că asemenea evenimente sunt necesare pentru a explica masele acestor găuri negre în formare, așa cum au fost ele estimate prin analizarea undelor gravitaționale detectate prin colaborarea dintre observatoarele LIGO și Virgo din Statele Unite, respectiv Europa.

Citește și: