فیزیکدانان UCLA نظریه‌های جدیدی را در مورد چگونگی تشکیل اولین سیاهچالهها و نقش آن‌ها در تولید عناصر سنگین مانند طلا، پلاتین و اورانیوم پیشنهاد کرده‌اند. دو مقاله در مورد این کار در مجله‌ی Physical Review Letters منتشر شده است.
سوالی دارای سابقۀ طولانی در اخترفیزیک این است که آیا اولین سیاهچاله‌های جهان، یک ثانیه بعد از بیگ‌بنگ وجود داشته‌اند یا اینکه طی میلیون‌ها سال بعد در اثر مرگ نخستین ستارگان شکل گرفتند؟!
الکساندر کوسنکو، استاد فیزیک UCLA و Eric Cotner، یکی از دانشجویان UCLA، تئوری جدیدی را ارائه داد که نشان می‌دهد سیاهچالهها می‌توانند در مدت کوتاهی پس از انفجار بزرگ شکل گرفته باشند، پیش از آنکه ستارگان شروع به درخشش کنند. اخترشناسان پیش از این پیشنهاد کرده‌اند که این سیاهچاله‌های به اصطلاح اولیه می‌تواند تمام یا برخی از مواد تاریک مرموز جهان را به وجود آورده باشند و همچنین در تشکیل سیاهچاله‌های غول‌آسایی که در مرکز کهکشا‌ن‌ها وجود دارند، شرکت کنند. نظریه‌ی جدید پیشنهاد می‌کند که سیاهچاله‌های اولیه ممکن است به ایجاد بسیاری از عناصر سنگین‌تر در طبیعت کمک کنند.
مقاله مرتبط: یک گام نزدیک‌تر تا حل معمای سیاهچالهها
محققان این نظریه را با در نظر گرفتن یک میدان یکنواخت انرژی، بلافاصله پس از انفجار بزرگ آغاز می‌کنند. دانشمندان انتظار دارند که چنین زمینه‌هایی در گذشتۀ دور وجود داشته باشد. پس از انبساط سریع جهان، این میدان انرژی به توده‌هایی تقسیم شده است. گرانش باعث جذب و به هم پیوستن این تود‌ه‌ها می‌شود. برخی از این قسمت‌ها پس از اینکه به اندازۀ کافی متراکم شدند به سیاهچاله تبدیل می‌شوند.
به گفته‌ی Kusenko فرضیۀ آن‌ها کاملا عمومی است، و به چیزی که او آن را ” انطباق غیرمحتمل” می‌نامد و پایۀ نظریه‌های دیگر درباره توضیح سیاهچاله‌های اولیه است، تکیه نمی‌کند.
بر اساس این مقاله می‌توان با استفاده از مشاهدات نجومی این سیاهچاله‌های اولیه را جستجو کرد. یکی از این روش‌ها شامل اندازه‌گیری تغییرات بسیار جزئی در روشنایی یک ستاره است که نتیجۀ اثر گرانشی یک سیاهچاله‌ی اولیه بین زمین و ستاره‌ی مذکور می‌باشد. در اوایل سال جاری، ستاره شناسان ایالات متحده و ژاپن مقاله‌ای را دربارۀ کشف ستاره‌ای در کهکشان مجاور منتشر کردند که به وضوع روشن و خاموش می‌شد در حالی که یک سیاهچالۀ اولیه از مقابل آن در حال عبور بود.
در مطالعۀ جداگانه‌ای این تئوری مطرح شد که سیاهچاله‌های اولیه می‌توانند نقش مهمی در ساخت عناصر سنگینی چون طلا، نقره، پلاتینیوم و اورانیوم ایفا کنند که منشا آن‌ها مدت‌ها برای دانشمندان مبهم بوده‌است.
مقاله مرتبط: ۱۰ کشف برتر اخترشناسی
تحقیقات UCLA نشان می‌دهد که یک سیاهچاله اولیه به طور ناگهانی با یک ستارۀ نوترونی به اندازه‌ی یک شهر که پس از انفجار ابرنواختری باقی می‌ماند ،برخورد می‌کند و در عمق آن غرق می‌شود. هنگامی که این اتفاق می‌افتد سیاهچاله ستارۀ نوترونی را از درون استفاده می‌کند، پروسه‌ای که حدود ۱۰,۰۰۰ سال طول می‌کشد. همانطور که ستاره نوترونی تقلیل می‌یابد، سرعت چرخش آن بیشتر می‌شود تا جایی که باعث جدایی و پراکندگی قطعات کوچک می‌گردد. این قطعات غنی از نوترون ممکن است محل‌هایی باشند که در آن نوترون‌ها برای ایجاد عناصر سنگین‌تر به هم متصل می‌شوند. با این حال احتمال وقوع این اتفاق کم است.
تئوری ترکیب سیاهچاله‌های اولیه با ستاره‌های نوترونی برای ایجاد عناصر سنگین کمبود ستاره‌های نوترونی را در مرکز کهکشان راه شیری، که یک معمای قدیمی در اخترفیزیک است، توضیح می‌دهد.
