Излучение Хокинга: с помощью смерти необычных черных дыр можно обнаружить новую физику

Первичные черные, которые как предполагается возникли в первые доли секунды после Большого взрыва, могут взрываться по всей Вселенной. Взрывы эти необычных черных дыр вызваны излучением Хокинга. Это квантовый процесс, в результате которого создаются частицы из вакуума космоса. Но этот же процесс приводит к испарению черной дыры. Авторы нового исследования, опубликованного в Journal of High Energy Physics, считают, что если получится обнаружить взрыв первичной черной дыры, то таким образом можно открыть новую физику, пишет Live Science.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Во Вселенной существуют разные черные дыры, масса которых может быть больше массы Солнца в несколько раз, или превышать ее в тысячи и даже в миллионы раз. Такие черные дыры возникают в результате гравитационного сжатия звезд с огромной массой, когда те умирают. Существует теория, что в первые доли секунды после Большого взрыва, который стал началом нашей Вселенной, в очень горячей первичной среде произошло гравитационное сжатие чрезвычайно плотных комков материи. Таким образом появились первичные черные дыры. Считается, что их размер не превышает размера субатомных частиц и они не имеют очень большой массы. Напрямую первичные черные дыры еще никто не видел, но различные космологические модели указывают на то, что они могут существовать.

Согласно квантовой теории черные дыры могут выпускать излучение, которое сейчас известно, как излучение Хокинга. Оно возникает, когда возле горизонта событий черной дыры в результате квантового процесса появляются пары частиц из вакуума космоса. Обычно эти частицы уничтожают друг друга, но если одна из частиц попадает внутрь черной дыры, то вторая может вырваться в виде излучения. Этот процесс со временем приводит к испарению черной дыры, и она исчезает.

Авторы исследования считают, что очень легкие первичные черны дыры являются очень горячими и выпускают намного больше излучения Хокинга, чем обычные черные дыры. Поэтому, если излучение Хокинга у массивных черных дыр обнаружить почти невозможно, то у первичных черных дыр этот процесс можно увидеть с помощью гамма- и нейтринных обсерваторий. Физики считают, что в этом излучении будут находится разные частицы, от фотонов до электронов и нейтрино.

По словам физиков, первичная черная дыра в результате процесса постепенного испарения должна в конце концов взорваться, выбросив огромное количество излучения. Ив этом излучении можно обнаружить ранее неизвестные частицы, что станет ключом к открытию новой физики.

Также ученые считают, что первичные черные дыры могут создавать гипотетические частицы под названием аксионы. Эти частицы являются одними из главных кандидатов на темную материю, то есть неуловимое вещество, которое составляет примерно 85% всей материи во Вселенной.

Авторы исследования говорят, что если получится обнаружить хотя бы одну взрывающуюся первичную черную дыру и изучить ее излучение Хокинга, то можно обнаружить совершенно новые частицы, в том числе получить объяснение темной материи.

Ученые говорят, что необходимые для этого обсерватории уже находятся в разработке. По словам физиков, если повезет обнаружить взрыв первичной черной дыры в относительной близости от Земли, то это может изменить представление о фундаментальных законах природы.

Как уже писал Фокус, Х-вспышка на Солнце вызвала отключение связи на Земле и ученые прогнозируют появление геомагнитной бури. В солнечном пятне AR 3883 возникла самая сильная вспышка на Солнце из возможных.

Также Фокус писал о том, что астрономы впервые обнаружили почти одновременное формирование тысяч новых звезд в далекой галактике, что бросает вызов известной теории об эволюции таких астрономических объектов.