У Всесвіті існують чорні діри, які, схоже, не можуть померти
Астрономи намагаються розгадати загадку первинних чорних дір, які не попалися ще на жоден детектор.
Первинні чорні діри є поки що тільки гіпотетичними об'єктами, які могли з'явитися у Всесвіті в найбільш ранні моменти його існування, пише Universe Today.
Астрономи поки що не виявили жодної первинної чорної діри, оскільки вони мають усі необхідні властивості темної матерії. Такі чорні діри не випромінюють світло та можуть групуватися навколо галактик. Якщо хоча б одна первинна чорна діра буде знайдена, це допоможе пояснити більшу частину темної матерії.
У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!
Але всі так звані кандидати в первинні чорні діри були виключені під час спостережень. Тому автор нового дослідження пропонує інший підхід. Замість того, щоб прочісувати космос на предмет первинних чорних дір, учений пропонує розглянути в їхній ролі надлегкі чорні діри.
Ці об'єкти мають дуже низьку масу та настільки малі, що в гру вступає випромінювання Гокінга — швидкість розпаду чорних дір. Відомо, що вона обернено пропорційна розміру самої чорної діри, тому надлегкі чорні діри повинні випромінювати енергію до самої своєї смерті. Але оскільки модель квантової гравітації не повна, учені не можуть стверджувати, що такі надлегкі чорні діри взагалі вмирають.
Саме це питання вчені намагаються вирішити у своїй новій роботі. Вони припускають три можливі результати. По-перше, чорна діра може повністю зникнути під час випромінювання енергії. По-друге, якийсь механізм може запобігати повному випаровуванню, і чорна діра досягає якоїсь рівноваги. Третій варіант схожий на попередній, але тільки тут рівновага призводить до зникнення горизонту подій. У такому разі від чорної діри залишається оголена щільна маса, відома як гола сингулярність. В останніх двох випадках об'єкти, що залишилися від чорної діри, можуть мати чистий електричний заряд.
У тому варіанті, де передбачається повне випаровування чорної діри, найбільшою невідомою залишається час цього випаровування. Якби первинні чорні діри були занадто маленькими, вони б швидко випарувалися, посилюючи розігрів раннього космосу. Якби вони випаровувалися повільніше, то їхню смерть можна було б побачити як спалах особливих гамма-променів. Але наявні детектори не фіксували нічого подібного, але можливо, це завдання вирішить космічний гамма-телескоп "Фермі".
Автор каже, що в останніх двох сценаріях вищезгадана рівновага може бути досягнута надлегкими чорними дірами в дуже маленькому масштабі. Їхні залишки будуть розміром із протон, але з набагато більшою масою. В такому разі їхні залишки були б електрично нейтральні й абсолютно невидимі для нас. Такі об'єкти не розпадатимуться на інші частинки, а також залишаться досить маленькими для прямих спостережень.
Нова модель дійсно може пояснити загадку з невловимими первинними чорними дірами, але, по суті, залишається недоведеною. Головне в цій роботі те, що поточні спостереження не виключають існування первинних чорних дір.
Нагадаємо, крихітні чорні діри з темної матерії змінюють орбіту Землі. Учені вважають, що первинні чорні діри спричиняють коливання в русі планет Сонячної системи, і за допомогою цього ефекту можна підтвердити існування таких об'єктів.