Доказательства существования первичных черных дыр — где-то рядом
Черные дыры обычно ассоциируются с коллапсом массивных звезд. Однако еще в 1970-х годах ученые предположили, что необычные условия ранней Вселенной могли породить так называемые первичные черные дыры (ПЧД) — небольшие, но крайне плотные объекты, появившиеся задолго до первых звезд.
Сегодня существование таких объектов является гипотетическим, но их обнаружение могло бы объяснить природу темной материи — загадочного вещества, составляющего 85% массы Вселенной. Новое исследование, проведенное учеными Университета Буффало, предлагает нестандартный подход к поиску этих объектов, рассматривая их возможные следы как в космосе, так и на Земле.
Астрофизики предполагают два возможных типа «следов» первичных черных дыр. В космосе ПЧД, оказавшись внутри планеты или астероида, могут поглотить их жидкое ядро, оставляя после себя полый объект. Такие «пустотелые» планетоиды могли бы быть обнаружены с помощью телескопов, поскольку их плотность была бы аномально низкой для их размера.
Ученые рассчитали, что подобные объекты не могут быть больше одной десятой радиуса Земли — иначе их собственная структура стала бы разрушаться. Это делает более вероятным их существование в форме небольших планет или крупных астероидов, которые можно изучать, наблюдая за их орбитальными характеристиками.
На Земле же ПЧД могут оставлять следы в виде прямых туннелей, проходящих через твердые материалы. Например, черная дыра с массой около 1022 граммов могла бы оставить туннель диаметром 0,1 микрона. Такие следы, по мнению исследователей, могут быть найдены в древних объектах — от старинных зданий до пород возрастом в миллиарды лет.
Несмотря на привлекательность такой теории, вероятность столкновения первичной черной дыры с Землей (или каким-либо ее объектом) остается крайне низкой. По расчетам, вероятность того, что ПЧД прошла через миллиардолетний валун, составляет лишь 0,000001.
Однако исследователи, в частности, профессор физики Университета Буффало Деян Стойкович, подчеркивают, что поиск этих следов требует минимальных затрат, а возможное открытие могло бы стать эпохальным событием для науки. «Мы вынуждены выходить за рамки привычных подходов, поскольку прошлые методы поиска подобных объектов не дали результатов», — отмечает он.
Стоит отметить, что если бы ПЧД прошла через человека, это бы осталось незамеченным. В отличие от твердых материалов, ткани человеческого тела обладают низким натяжением, и черная дыра просто оставила бы крошечное повреждение, не нанося фатального ущерба.
Теоретические исследования, подобные этому, играют ключевую роль в понимании природы Вселенной. Первичные черные дыры, если они существуют, могли бы не только объяснить темную материю, но и дать ученым новый инструмент для изучения ранних этапов эволюции космоса.
По словам Стойковича, физика сегодня сталкивается с фундаментальными проблемами, такими как темная материя, решение которых требует не просто модификации существующих моделей, но создания абсолютно новых концептуальных подходов. «Многие ключевые открытия XX века, включая квантовую механику и общую теорию относительности, появились благодаря революционному пересмотру привычных представлений. Настало время для следующего большого скачка в науке», — подчеркивает эксперт.
Ранее астрофизики предложили объяснение загадочным сверхмассивным черным дырам, которые образуются в центрах галактик.
