Có một quan điểm ngày càng tăng rằng các lỗ đen trong vũ trụ sơ khai có thể là những hạt giống xung quanh mà hầu hết các thiên hà lớn của ngày nay (bây giờ có các lỗ đen siêu lớn bên trong) lần đầu tiên phát triển. Và lùi một bước nữa, đó cũng có thể là trường hợp các lỗ đen là chìa khóa để tái tạo môi trường giữa các vì sao sớm - sau đó ảnh hưởng đến cấu trúc quy mô lớn của vũ trụ ngày nay.
Tóm lại những năm đầu tiên, First First là Big Bang - và trong khoảng ba phút, mọi thứ rất nhỏ gọn và rất nóng - nhưng sau ba phút, các proton và electron đầu tiên hình thành và trong 17 phút tiếp theo, một tỷ lệ các proton đó đã tương tác với nhau hạt nhân helium - cho đến lúc 20 phút sau Vụ nổ lớn, vũ trụ giãn nở trở nên quá mát mẻ để duy trì quá trình tổng hợp hạt nhân. Từ đó, các proton và hạt nhân helium và các electron chỉ nảy lên trong khoảng 380.000 năm tiếp theo dưới dạng plasma rất nóng.
Cũng có các photon, nhưng có rất ít cơ hội để các photon này làm được gì nhiều ngoại trừ được hình thành và sau đó ngay lập tức được tái hấp thu bởi một hạt liền kề trong plasma nóng đó. Nhưng ở 380.000 năm, vũ trụ giãn nở đã làm mát đủ để các proton và hạt nhân helium kết hợp với các electron tạo thành các nguyên tử đầu tiên - và đột nhiên các photon bị bỏ lại trong không gian trống để bắn ra như những tia sáng đầu tiên - mà ngày nay chúng ta vẫn có thể phát hiện là nền vi sóng vũ trụ.
Tiếp theo là cái gọi là thời kỳ đen tối cho đến khoảng nửa tỷ năm sau Vụ nổ lớn, những ngôi sao đầu tiên bắt đầu hình thành. Nó có khả năng rằng những ngôi sao này rất lớn, giống như thực sự lớn, vì các nguyên tử hydro (và helium) mát mẻ, ổn định có sẵn dễ dàng được tổng hợp và bồi đắp. Một số trong những ngôi sao đầu tiên này có thể đã lớn đến mức chúng nhanh chóng thổi bay thành từng mảnh như siêu tân tinh bất ổn cặp đôi. Những người khác chỉ rất to và sụp đổ thành các hố đen - nhiều người trong số họ có quá nhiều trọng lực bản thân để cho phép một vụ nổ siêu tân tinh thổi bất kỳ vật liệu nào ra khỏi ngôi sao.
Và nó nói về đây rằng câu chuyện tái hiện bắt đầu. Các nguyên tử hydro ổn định, mát mẻ của môi trường giữa các vì sao sớm đã giữ lạnh và ổn định rất lâu. Trong một vũ trụ nhỏ hơn chứa đầy những ngôi sao khổng lồ dày đặc, những nguyên tử này nhanh chóng được hâm nóng lại, khiến các electron của chúng tách ra và hạt nhân của chúng lại trở thành các ion tự do. Điều này tạo ra một plasma mật độ thấp - vẫn còn rất nóng, nhưng quá khuếch tán để mờ đục với ánh sáng nữa.
Nó có khả năng rằng bước tái tạo này sau đó đã giới hạn kích thước mà các ngôi sao mới có thể phát triển - cũng như hạn chế cơ hội cho các thiên hà mới phát triển - vì các ion nóng, kích thích ít có khả năng tập hợp và tích tụ hơn các nguyên tử ổn định, mát mẻ. Sự tái tổ hợp có thể đã góp phần vào sự phân bố vật chất ‘cục bộ hiện tại - được tổ chức thành các thiên hà rộng lớn, rời rạc hơn là sự lan rộng của các ngôi sao ở khắp mọi nơi.
Và nó đã được đề xuất rằng các lỗ đen ban đầu - thực sự là các lỗ đen trong các nhị phân tia X có khối lượng lớn - có thể đã đóng góp đáng kể vào sự tái hợp của vũ trụ sơ khai. Mô hình máy tính cho thấy vũ trụ sơ khai, với xu hướng hướng về các ngôi sao rất lớn, sẽ có nhiều khả năng có các lỗ đen như tàn dư sao, thay vì sao neutron hoặc sao lùn trắng. Ngoài ra, các lỗ đen đó thường ở dạng nhị phân hơn là cách ly (vì các ngôi sao lớn thường tạo thành nhiều hệ thống hơn so với các sao nhỏ).
Vì vậy, với một nhị phân lớn trong đó một thành phần là lỗ đen - lỗ đen sẽ nhanh chóng bắt đầu tích lũy một đĩa bồi tụ lớn bao gồm vật chất được rút ra từ ngôi sao kia. Sau đó, đĩa bồi tụ đó sẽ bắt đầu phát ra các photon năng lượng cao, đặc biệt là ở mức năng lượng tia X.
Mặc dù số lượng photon ion hóa phát ra từ lỗ đen đang tích tụ có lẽ tương tự như ngôi sao tiên sinh sáng chói của nó, nhưng nó sẽ được dự đoán sẽ phát ra tỷ lệ cao hơn các photon tia X năng lượng cao - với mỗi photon đó có khả năng đốt nóng và ion hóa nhiều nguyên tử trên đường đi của nó, trong khi các photon của một ngôi sao phát sáng chỉ có thể liên kết lại một hoặc hai nguyên tử.
Vì vậy, có bạn đi. Lỗ đen có điều gì họ có thể làm được không?
Đọc thêm: Mirabel et al Stellar hố đen vào buổi bình minh của vũ trụ.
