Tim menemukan bahwa gelombang-gelombang kecil namun kuat ini dapat mengalami amplifikasi menjadi gelombang-gelombang yang jauh lebih besar dan panjang seperti yang dilihat para astronom di CMB saat ini. Tim berpendapat amplifikasi ini merupakan hasil koherensi antara gelombang-gelombang pendek awal, yang dapat dijelaskan menggunakan QFT.
“Meskipun gelombang-gelombang pendek individu relatif tidak berdaya, kelompok-kelompok yang koheren akan memiliki kekuatan untuk membentuk kembali gelombang-gelombang yang jauh lebih besar daripada kelompok mereka sendiri,” kata Yokoyama.
“Ini adalah contoh langka di mana teori tentang sesuatu pada satu skala ekstrem tampaknya menjelaskan sesuatu pada skala yang berlawanan.”
Jika teori tim yang menyatakan bahwa fluktuasi-fluktuasi awal skala kecil di alam semesta dapat tumbuh dan memengaruhi fluktuasi skala besar di CMB benar, hal ini akan berdampak pada bagaimana struktur-struktur tumbuh di kosmos.
Mengukur fluktuasi-fluktuasi CMB dapat membantu membatasi ukuran fluktuasi-fluktuasi awal alam semesta awal. Hal ini, pada gilirannya, membatasi fenomena yang bergantung pada fluktuasi-fluktuasi yang lebih pendek, seperti lubang hitam-lubang hitam primordial.
Kristiano mengungkapkan diyakini secara luas bahwa runtuhnya panjang gelombang pendek namun kuat di alam semesta awal adalah penyebab munculnya lubang hitam primordial.
“Studi kami menunjukkan seharusnya jumlah lubang hitam-lubang hitam primordial jauh lebih sedikit dibandingkan jumlah yang diperlukan jika lubang hitam tersebut memang merupakan kandidat kuat terjadinya materi gelap atau peristiwa-peristiwa gelombang gravitasi,” kata dia.
Lubang hitam-lubang hitam primordial masih bersifat hipotetis saat ini. Hal ini karena sifat lubang hitam-lubang hitam bermassa bintang yang memerangkap cahaya membuat objek-objek yang jauh lebih besar ini sulit untuk dilihat, jadi bayangkan betapa sulitnya menemukan lubang hitam dengan cakrawala peristiwa seukuran uang receh.
Kunci untuk mendeteksi lubang hitam-lubang hitam primordial mungkin tidak terletak pada “astronomi tradisional”, melainkan pada pengukuran riak-riak kecil di ruang waktu yang disebut gelombang-gelombang gravitasi.
Meskipun detektor gelombang gravitasi saat ini tidak cukup sensitif untuk mendeteksi riak di ruang waktu dari benturan lubang hitam-lubang hitam primordial, proyek-proyek masa depan, seperti Laser Interferometer Space Antenna (LISA), akan membawa deteksi gelombang gravitasi ke luar angkasa.
Hal ini dapat membantu mengonfirmasi atau menolak teori tim, sehingga membawa para ilmuwan lebih dekat untuk memastikan apakah lubang hitam-lubang hitam primordial dapat menjelaskan materi gelap.
Penelitian tim tersebut dipublikasikan pada Rabu (29/5/2024) di jurnal Physical Review Letters.
