Розгадка загадки: чорні діри порушили закони фізики, щоб вирости до жахливих розмірів

Вчені знайшли докази того, що масивні чорні діри в ранньому Всесвіті, які існували в період менш, ніж через 1 млрд років після Великого вибуху, кинули виклик законам фізики, щоб вирости до жахливих розмірів. Це відкриття може вирішити одну з головних загадок: як надмасивні чорні діри в ранньому Всесвіті змогли швидко стати такими величезними? Дослідження опубліковано в журналі Astronomy & Astrophysics, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

У самому центрі всіх великих галактик є надмасивні чорні діри, маса яких у мільйони і навіть у мільярди разів більша за масу Сонця. Вчені вважають, що ці чорні діри набирають масу завдяки злиттю чорних дір меншого розміру, а також — поглинанню навколишньої матерії. Останній процес змушує матерію накопичуватися навколо чорних дір у вигляді сплющених хмар із газу, відомих як аккреційні диски. Вплив чорної діри змушує ці диски яскраво світитися, тож так виникають квазари, які можуть своїм світлом затьмарити випромінювання всіх зірок у рідній галактиці.

Сучасні теорії кажуть, що чорні діри могли стати надмасивними тільки більш ніж через 1 млрд років після народження Всесвіту. Але величезні чорні діри, які створюють квазари, були виявлені в період між 500 млн і 1 млрд років після Великого вибуху. Тому виникло питання: яким чином ці чорні діри відносно швидко стали настільки величезними?

Щоб вирішити цю загадку, астрофізики використовували дані космічних телескопів XMM-Newton і Чандра, щоб вивчити найдавніші квазари, які були виявлені в рентгенівському світлі. Вчені дійшли висновку, що надмасивні чорні діри в ранньому Всесвіті могли швидко набрати величезну масу за рахунок сплесків інтенсивного поглинання матерії. За словами науковців, таке швидке збільшення маси кидає виклик обмеженням одного з правил фізики. Занадто швидке поглинання матерії чорними дірами є порушенням законів фізики через наявне правило, відоме як межа Еддінгтона.

Згідно з цим правилом, у чорної діри, яка накопичує матерію навколо себе, є максимальна межа світності. Вона досягається до того, як тиск світла чорної діри подолає її гравітацію і змусить матерію полетіти в космос. Тобто поглинання матерії чорною дірою припиняється. Тому зростання чорної діри зупиняється.

Автори нового дослідження вважають, що чорні діри в ранньому Всесвіті могли порушити це правило фізики та, попри його умови, продовжували поглинати матерію у величезних кількостях за відносно короткі періоди часу. Докази цього астрофізики знайшли під час вивчення зв'язку між рентгенівським світлом квазарів і швидкістю потужних вітрів матерії, що випускають чорні діри.

Науковці вважають, що порушення законів фізики чорними дірами в ранньому Всесвіті може пояснити наявність величезних чорних дір менш, ніж через 1 млрд років після народження космосу. Астрофізики кажуть, що результати їхнього дослідження є несподіваними, адже було виявлено унікальний механізм росту чорних дір.

Як уже писав Фокус, марсохід Curiosity знайшов на Марсі незвичайне поле і вчені в NASA поки не можуть його пояснити. Дослідники не можуть пояснити, звідки на Марсі взялося ціле поле каміння з сіркою, якої там не повинно бути.

Також Фокус писав про те, що марсохід Perseverance виявив на Марсі ознаки життя, але це викликало суперечки серед учених. Виявлені органічні молекули можуть вказувати на існування життя на Марсі або ж бути ознакою чогось ще.