బ్లాక్ హోల్ మోర్సెల్స్ – గురుత్వాకర్షణ అనేది మన పాదాలను నేలపై ఉంచే మరియు వస్తువులను ‘క్రింద’ పడేలా చేసే శక్తిగా మనకు తెలుసు. ఇది చంద్రుడిని భూమి చుట్టూ తిరుగుతూ ఉంచుతుంది మరియు సూర్యుని చుట్టూ గ్రహాలను కలిగి ఉంటుంది. అయినప్పటికీ, పరమాణువుల కంటే చాలా చిన్నదైన వాస్తవికత యొక్క అతి చిన్న ప్రమాణాలలోకి జూమ్ చేసినప్పుడు, భౌతిక శాస్త్ర నియమాలు మారడం ప్రారంభిస్తాయి.
క్వాంటం మెకానిక్స్ యొక్క వింత నియమాలు ఆక్రమించాయి, ఇక్కడ కణాలు కనిపించవచ్చు మరియు అదృశ్యమవుతాయి లేదా ఒకేసారి రెండు ప్రదేశాల సూపర్పొజిషన్లో కూడా ఉంటాయి. ఈ క్వాంటం రాజ్యంలో ఏదీ పూర్తిగా నిశ్చయంగా లేదు.
విద్యుదయస్కాంతత్వం వంటి ప్రకృతి యొక్క ఇతర శక్తులు క్వాంటం ఫ్రేమ్వర్క్లో విజయవంతంగా వివరించబడ్డాయి. అయితే గ్రావిటీ అటువంటి చికిత్సను ప్రతిఘటించింది. ఇతర శక్తులతో పోలిస్తే దీని బలం అసాధారణంగా తక్కువగా ఉంటుంది, గురుత్వాకర్షణ యొక్క క్వాంటం ప్రభావాలను పరిశోధించడం కష్టం.
క్వాంటం మెకానిక్స్ను గురుత్వాకర్షణతో విలీనం చేయడానికి అవసరమైన గణితశాస్త్రం కూడా చాలా కష్టం. భౌతిక శాస్త్రవేత్తలకు దీనిని పూర్తిగా అన్వేషించే సాంకేతికత మరియు ప్రయోగాలు కూడా లేవు. సహజ ప్రయోగశాల అందుకే క్వాంటం గ్రావిటీని అధ్యయనం చేయడానికి బ్లాక్ హోల్ ఉత్తమ సహజ ప్రయోగశాలగా పేర్కొనబడింది.
ఇవి స్పేస్టైమ్ యొక్క ప్రాంతాలు, ఇక్కడ గురుత్వాకర్షణ చాలా తీవ్రంగా ఉంటుంది, ఏదీ, కాంతి కూడా తప్పించుకోదు. ఇంకా బ్లాక్ హోల్స్ పూర్తిగా ‘నలుపు’ కాదు. 1970వ దశకంలో, ఇంగ్లీష్ సైద్ధాంతిక భౌతిక శాస్త్రవేత్త స్టీఫెన్ హాకింగ్, ఈవెంట్ హోరిజోన్కు సమీపంలో ఉన్న క్వాంటం ఎఫెక్ట్ల కారణంగా ఇప్పుడు హాకింగ్ రేడియేషన్ అని పిలవబడే శక్తి యొక్క బలహీనమైన మొత్తాన్ని లీక్ చేయాలని చూపించాడు, దాని దాటి ఏదీ తప్పించుకోలేదు.
భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు ఇంకా అన్ని వివరాలను అర్థం చేసుకోనప్పటికీ, గురుత్వాకర్షణ మరియు క్వాంటం భౌతిక శాస్త్రం పరస్పర చర్య చేస్తాయని ఈ అంచనా సూచించింది. ఈ సందర్భంలో, ఒక కొత్త సైద్ధాంతిక అధ్యయనం ప్రతిపాదిస్తుంది – “బ్లాక్ హోల్ మోర్సెల్స్” అని పిలువబడే చాలా చిన్న కాల రంధ్రాలు – బహుశా హింసాత్మక కాస్మిక్ తాకిడిలో ఏర్పడతాయి, ఇవి క్వాంటం గురుత్వాకర్షణ యొక్క మరింత ప్రత్యేకమైన ప్రోబ్స్గా ఉపయోగపడతాయి.
“బ్లాక్ హోల్ మోర్సెల్స్ ఊహాజనిత మైక్రో-బ్లాక్ హోల్స్, వాటి మాతృ కాల రంధ్రాల కంటే చాలా చిన్నవి – ద్రవ్యరాశిలో గ్రహశకలాలతో పోల్చదగినవి – అందువల్ల చాలా వేడిగా ఉంటాయి” అని ఫ్రెంచ్ నేషనల్ సెంటర్ ఫర్ సైంటిఫిక్ రీసెర్చ్ (CNRS) పరిశోధకుడు మరియు కొత్త అధ్యయనం యొక్క సహ రచయిత గియాకోమో కాకియాపాగ్లియా ఒక ప్రకటనలో తెలిపారు. పేపర్ ఆగస్టులో న్యూక్లియర్ ఫిజిక్స్ Bలో ప్రచురణకు అంగీకరించబడింది. బలంగా ప్రసరించు బ్లాక్ హోల్ మోర్సెల్స్ బ్లాక్ హోల్ విలీనాల అవశేషాలు మరియు స్థలం మరియు సమయం యొక్క క్వాంటం స్వభావంపై అపూర్వమైన అంతర్దృష్టులను అందించగలవు.
విశేషమేమిటంటే, ఈ మోర్సెల్ల నుండి వచ్చే సంకేతాలను, అనుకూలమైన పరిస్థితుల్లో, ప్రస్తుత గామా-రే టెలిస్కోప్లతో ఇప్పటికే గుర్తించవచ్చని పరిశోధకులు వాదించారు. “ఈ వస్తువులు ఏర్పడితే, ప్రస్తుత గామా-రే టెలిస్కోప్లను ఉపయోగించి వాటి రేడియేషన్ ఇప్పటికే గమనించవచ్చని మా పని చూపిస్తుంది” అని సదరన్ డెన్మార్క్ విశ్వవిద్యాలయంలోని సైద్ధాంతిక భౌతిక శాస్త్రవేత్త మరియు మరొక సహ రచయిత ఫ్రాన్సిస్కో సన్నినో చెప్పారు. ఆలోచన ప్రశ్నపై ఆధారపడి ఉంటుంది: క్వాంటం స్థాయిలో గురుత్వాకర్షణ ఎలా ప్రవర్తిస్తుంది? వాటి మాతృ కాల రంధ్రాల వలె, మోర్సెల్స్ కూడా హాకింగ్ రేడియేషన్ను విడుదల చేస్తాయి, కానీ చాలా ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద.
పెద్ద ఖగోళ భౌతిక కాల రంధ్రాలు వాటి రేడియేషన్ను గుర్తించడానికి చాలా చల్లగా ఉంటాయి. అయితే, చిన్న కాల రంధ్రాలు బలంగా ప్రసరిస్తాయి, సూత్రప్రాయంగా గమనించదగిన అధిక-శక్తి ఫోటాన్లు మరియు న్యూట్రినోలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. వాటి అధిక ఉష్ణోగ్రతల కారణంగా, మోర్సెల్స్ కూడా త్వరగా ఆవిరైపోతాయి, అధిక శక్తి కణాల పేలుళ్లను విడుదల చేస్తాయి.
ఈ విస్ఫోటనాలు ఒక విలక్షణమైన, గుర్తించదగిన సంతకాన్ని ఏర్పరుస్తాయని లెక్కలు సూచిస్తున్నాయి, ఇది బ్లాక్ హోల్ విలీన సంఘటన తర్వాత గామా కిరణాల ఉద్గారాల ఆలస్యంగా వ్యక్తమవుతుంది. ఆలస్యమైన పేలుడు మోర్సెల్స్ ఇంకా గమనించబడనప్పటికీ, పరిశోధకులు వాటి నిర్మాణం ఆమోదయోగ్యమైనదని వాదించారు. కాల రంధ్ర విలీనానికి సంబంధించిన విపరీతమైన పరిస్థితుల్లో, ఢీకొనడం వల్ల మోర్సెల్లను ఏర్పరచడానికి సరిపోయే స్పేస్టైమ్ యొక్క చిన్న, దట్టమైన పాకెట్లు ‘చిటికెడు’ కావచ్చు.
ఇవి హాకింగ్ రేడియేషన్ ద్వారా ఆవిరైపోతాయి, జీవితకాలం వాటి ద్రవ్యరాశిని బట్టి మిల్లీసెకన్ల నుండి సంవత్సరాల వరకు ఉంటుంది. మోర్సెల్స్ నుండి హాకింగ్ రేడియేషన్ను గుర్తించడం అనేది పరిశీలనా వింత కంటే ఎక్కువ.
హాకింగ్ రేడియేషన్ స్పేస్టైమ్ యొక్క అంతర్లీన క్వాంటం నిర్మాణం యొక్క ముద్రలను కలిగి ఉంటుంది. దాని స్పెక్ట్రం, సూత్రప్రాయంగా, సబ్టామిక్ కణాల యొక్క ప్రస్తుత సిద్ధాంతాల నుండి విచలనాలను బహిర్గతం చేయగలదు మరియు ‘కొత్త భౌతిక శాస్త్రాన్ని’ సూచిస్తుంది. ఇటువంటి వివరణలు ఊహాజనితంగా ఉన్నప్పటికీ, మోర్సెల్ దృశ్యం క్వాంటం గ్రావిటీలోకి అరుదైన మరియు పరీక్షించదగిన విండోను అందిస్తుంది – ఈ ప్రాంతం సాధారణంగా ప్రయోగాత్మకంగా చేరుకోలేనిది.
ఐరోపాలోని లార్జ్ హాడ్రాన్ కొలైడర్ వంటి పార్టికల్ యాక్సిలరేటర్లు అటువంటి తీవ్రమైన శక్తి ప్రమాణాలను పరిశోధించలేవు కాబట్టి, ఈ సహజ ప్రయోగశాలలు “కాస్మిక్ యాక్సిలరేటర్లు”గా పనిచేస్తాయి, భౌతిక శాస్త్రవేత్తలకు భూమిపై అందుబాటులో లేని శక్తి విధానాలకు ప్రాప్యతను ఇస్తాయి. అంచనా వేయబడిన పరిశీలనాత్మక సంతకం అధిక-శక్తి గామా కిరణాల ఆలస్యంగా విస్ఫోటనం చెందుతుంది, ఇది మరింత ఐసోట్రోపికల్గా ప్రసరిస్తుంది — i.
ఇ. అన్ని దిశలలో సమానంగా – సాంప్రదాయ గామా-రే పేలుళ్ల కంటే, సాధారణంగా కిరణాలుగా కేంద్రీకృతమై ఉంటాయి. ఇప్పటికే ఉన్న అనేక సాధనాలు అటువంటి పేలుళ్ల కోసం శోధించడానికి బాగా సరిపోతాయి.
వాటిలో నమీబియాలోని హై ఎనర్జీ స్టీరియోస్కోపిక్ సిస్టమ్ (HESS), మెక్సికోలోని హై-ఆల్టిట్యూడ్ వాటర్ చెరెన్కోవ్ అబ్జర్వేటరీ (HAWC), చైనాలోని లార్జ్ హై ఆల్టిట్యూడ్ ఎయిర్ షవర్ అబ్జర్వేటరీ (LHAASO) మరియు భూమి చుట్టూ కక్ష్యలో ఉన్న ఫెర్మీ గామా-రే స్పేస్ టెలిస్కోప్ ఉన్నాయి. స్థలం యొక్క నిజమైన స్వభావం సిద్ధాంతానికి మించి, పరిశోధకులు HESS సేకరించిన డేటాను విశ్లేషించారు, ఇది పెద్ద బ్లాక్ హోల్ విలీన సంఘటనలను అనుసరించినప్పుడు, మోర్సెల్లుగా పించ్ చేయబడే మాస్పై ఎగువ పరిమితులను ఉంచడానికి.
వారు తమ పరికల్పనను పరిశీలనాత్మకంగా పరీక్షించడానికి తమ మొదటి ప్రయత్నంగా దీనిని పిలిచారు. “విలీనాల సమయంలో బ్లాక్ హోల్ మోర్సెల్స్ సృష్టించబడితే, అవి అధిక-శక్తి గామా కిరణాల పేలుడును ఉత్పత్తి చేస్తాయని మేము చూపించాము, వాటి ద్రవ్యరాశికి సంబంధించిన ఆలస్యం సమయంతో,” డా.
కాకియాపాగ్లియా చెప్పారు. “ఈ కొత్త రకం మల్టీ-మెసెంజర్ సిగ్నల్ క్వాంటం గురుత్వాకర్షణ దృగ్విషయాలకు ప్రత్యక్ష ప్రయోగాత్మక ప్రాప్యతను ఇవ్వగలదని మా విశ్లేషణ చూపిస్తుంది.
“ఉత్సాహం ఉన్నప్పటికీ, అనేక అనిశ్చితులు మిగిలి ఉన్నాయి. మోర్సెల్లు ఏర్పడే ఖచ్చితమైన పరిస్థితులు ఇంకా తెలియలేదు మరియు విలీన డైనమిక్స్ యొక్క పూర్తి అనుకరణలు లేవు. రచయితలు తమ నమూనాలను మెరుగుపరచడానికి మరియు మరింత వాస్తవిక మాస్ దృశ్యాలను అన్వేషించడానికి ప్లాన్ చేస్తున్నారని, అయితే ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు ప్రస్తుత మరియు భవిష్యత్తు డేటాసెట్లను శోధించడం కొనసాగిస్తున్నారు.
అంతిమంగా, మోర్సెల్స్ ఉనికిలో ఉన్నట్లయితే, స్థలం, సమయం మరియు గురుత్వాకర్షణ యొక్క నిజమైన స్వభావం గురించి భౌతిక శాస్త్రంలో కొన్ని లోతైన ప్రశ్నలకు సమాధానమివ్వడంలో అవి సహాయపడతాయి. ఖుద్సియా గని బారాముల్లాలోని ప్రభుత్వ డిగ్రీ కళాశాల పట్టాన్లోని ఫిజిక్స్ విభాగంలో అసిస్టెంట్ ప్రొఫెసర్.