Υπάρχει μια αυξανόμενη άποψη ότι οι μαύρες τρύπες στο πρώιμο σύμπαν μπορεί να ήταν οι σπόροι γύρω από τους οποίους αναπτύχθηκαν οι περισσότεροι από τους μεγάλους γαλαξίες του σήμερα (τώρα με υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες). Και κάνοντας ένα βήμα πιο πίσω, μπορεί επίσης να συμβαίνει ότι οι μαύρες τρύπες ήταν το κλειδί για τον επαναπροσδιορισμό του πρώιμου διαστρικού μέσου - το οποίο στη συνέχεια επηρέασε τη δομή μεγάλης κλίμακας του σημερινού σύμπαντος.
Για να ανακεφαλαιώσουμε αυτά τα πρώτα χρόνια… Πρώτα ήταν το Big Bang - και για περίπου τρία λεπτά όλα ήταν πολύ συμπαγή και ως εκ τούτου πολύ ζεστά - αλλά μετά από τρία λεπτά σχηματίστηκαν τα πρώτα πρωτόνια και ηλεκτρόνια και για τα επόμενα 17 λεπτά ένα ποσοστό αυτών των πρωτονίων αλληλεπιδρούν για να σχηματίσουν πυρήνες ηλίου - έως και 20 λεπτά μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, το διαστελλόμενο σύμπαν έγινε πολύ δροσερό για να διατηρήσει την πυρηνοσύνθεση. Από εκεί, τα πρωτόνια και οι πυρήνες του ηλίου και τα ηλεκτρόνια αναπήδησαν για τα επόμενα 380.000 χρόνια ως ένα πολύ ζεστό πλάσμα.
Υπήρχαν επίσης φωτόνια, αλλά υπήρχε μικρή πιθανότητα αυτά τα φωτόνια να κάνουν οτιδήποτε άλλο εκτός από το σχηματισμό τους και στη συνέχεια αμέσως απορροφήθηκαν από ένα παρακείμενο σωματίδιο σε αυτό το ζεστό πλάσμα. Αλλά στα 380.000 χρόνια, το διαστελλόμενο σύμπαν ψύχθηκε αρκετά ώστε τα πρωτόνια και οι πυρήνες ηλίου να συνδυαστούν με ηλεκτρόνια για να σχηματίσουν τα πρώτα άτομα - και ξαφνικά τα φωτόνια έμειναν με κενό χώρο για να πυροδοτηθούν ως οι πρώτες ακτίνες φωτός - που σήμερα μπορεί ακόμα να ανιχνεύσει ως κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων.
Αυτό που ακολούθησε ήταν οι λεγόμενες σκοτεινές εποχές μέχρι περίπου μισό δισεκατομμύριο χρόνια μετά το Big Bang, τα πρώτα αστέρια άρχισαν να σχηματίζονται. Είναι πιθανό ότι αυτά τα αστέρια ήταν μεγάλα, όπως πραγματικά μεγάλα, καθώς τα δροσερά, σταθερά άτομα υδρογόνου (και ηλίου) ήταν διαθέσιμα εύκολα συγκεντρωμένα και συγκεντρωμένα. Μερικά από αυτά τα πρώτα αστέρια μπορεί να ήταν τόσο μεγάλα που γρήγορα ανατίναξαν σε τεμάχια ως σουπερνόβα αστάθειας ζευγαριού. Άλλοι ήταν πολύ μεγάλοι και κατέρρευσαν σε μαύρες τρύπες - πολλοί από αυτούς είχαν πολύ μεγάλη βαρύτητα για να επιτρέψουν μια έκρηξη σουπερνόβα να εκτοξεύσει οποιοδήποτε υλικό από το αστέρι.
Και εδώ ξεκινά η ιστορία του ιονισμού. Τα δροσερά, σταθερά άτομα υδρογόνου του πρώτου διαστρικού μέσου δεν παρέμειναν δροσερά και σταθερά για πολύ καιρό. Σε ένα μικρότερο σύμπαν γεμάτο πυκνά πυκνά αστέρια, αυτά τα άτομα θερμάνθηκαν γρήγορα, αναγκάζοντας τα ηλεκτρόνια τους να αποσυνδεθούν και οι πυρήνες τους να γίνουν ξανά ελεύθερα ιόντα. Αυτό δημιούργησε πλάσμα χαμηλής πυκνότητας - ακόμα πολύ ζεστό, αλλά πολύ διάχυτο για να είναι αδιαφανές για να ανάψει πια.
Είναι πιθανό ότι αυτό το βήμα ιονικοποίησης στη συνέχεια περιόρισε το μέγεθος στο οποίο θα μπορούσαν να αναπτυχθούν νέα αστέρια - καθώς και περιορίζοντας τις ευκαιρίες για νέους γαλαξίες να αναπτυχθούν - δεδομένου ότι τα καυτά, διεγερμένα ιόντα είναι λιγότερο πιθανό να συσσωρευτούν και να συσσωρευτούν από τα δροσερά, σταθερά άτομα. Ο ιονικοποίηση μπορεί να συνέβαλε στην τρέχουσα «αδέξια» κατανομή της ύλης - η οποία οργανώνεται σε γενικά μεγάλους, διακριτούς γαλαξίες και όχι σε ομοιόμορφη διάδοση αστεριών παντού.
Και έχει προταθεί ότι οι πρώιμες μαύρες τρύπες - στην πραγματικότητα οι μαύρες τρύπες σε δυαδικά ακτίνα X υψηλής μάζας - μπορεί να έχουν συμβάλει σημαντικά στην επανένωση του πρώιμου σύμπαντος. Η μοντελοποίηση υπολογιστών υποδηλώνει ότι το πρώιμο σύμπαν, με τάση προς πολύ τεράστια αστέρια, θα ήταν πολύ πιο πιθανό να έχει μαύρες τρύπες ως αστρικά υπολείμματα, παρά αστέρια νετρονίων ή λευκούς νάνους. Επίσης, αυτές οι μαύρες τρύπες θα ήταν πιο συχνά σε δυαδικά παρά σε απομόνωση (καθώς τα τεράστια αστέρια σχηματίζουν συχνότερα πολλαπλά συστήματα από τα μικρά αστέρια).
Έτσι, με ένα τεράστιο δυαδικό στοιχείο όπου ένα συστατικό είναι μια μαύρη τρύπα - η μαύρη τρύπα θα αρχίσει γρήγορα να συσσωρεύει έναν μεγάλο δίσκο συσσώρευσης που αποτελείται από ύλη που προέρχεται από το άλλο αστέρι. Τότε, αυτός ο δίσκος αύξησης θα αρχίσει να εκπέμπει φωτόνια υψηλής ενέργειας, ιδιαίτερα σε επίπεδα ενέργειας ακτίνων Χ.
Ενώ ο αριθμός των ιονιστικών φωτονίων που εκπέμπονται από μια συσσωρευμένη μαύρη τρύπα είναι πιθανώς παρόμοιος με αυτόν του φωτεινού, φωτεινούς προγόνου αστέρα του, θα αναμενόταν να εκπέμπει πολύ υψηλότερο ποσοστό φωτονίων ακτίνων Χ υψηλής ενέργειας - με καθένα από αυτά τα φωτόνια να και ιοντίζοντας πολλαπλά άτομα στο μονοπάτι του, ενώ ένα φωτόνιο φωτός ενός αστεριού μπορεί να ιονικοποιήσει μόνο ένα ή δύο άτομα.
Ορίστε λοιπόν. Μαύρες τρύπες… υπάρχει κάτι που δεν μπορούν να κάνουν;
Περαιτέρω ανάγνωση: Οι μαύρες τρύπες των Mirabel et al Stellar στην αρχή του σύμπαντος.
