Темная материя может скрываться в сердце древних черных дыр
Новая модель, разработанная группой ученых во главе с Йельским университетом, предполагает, что неуловимая темная материя может быть заключена внутри первичных черных дыр, оставшихся после Большого взрыва
Неуловимая темная материя
Темная материя, по сути, в настоящее время является величайшей операцией округления, когда-либо происходившей в истории науки. По мере того как астрофизики начали исследовать структуру Вселенной и то, как она эволюционировала после Большого взрыва 13,8 миллиарда лет назад, они разработали все более детальную картину того, как Вселенная развивалась с момента своего появления и до наших дней.
Проблема заключалась в том, что физика просто не могла должным образом объяснить, как возникла Вселенная, если полностью следовать результатам наблюдений. Все, от образования звезд и галактик до природы космического фонового излучения, попросту не могло возникнуть с тем количеством материи, которое мы наблюдаем в космосе. Фактически, современные теории предполагают, что загадочный дефицит материи и энергии составляет 95%, а на долю «обычных» материи и энергии приходится лишь оставшиеся 5%.
Этот массовый дефицит должен иметь под собой какую-то очень серьезную причину, и, скорее всего, даже не одну. Одна из доминирующих на сегодня теорий состоит в том, что этот децифит выражен в «темной материи», которая составляет около 85% всего вещества во Вселенной. До сих пор астрономам так и не удалось наблюдать ее непосредственно, но предполагается, что темная материя состоит из некоторой формы экзотической материи, включая стерильные нейтрино, слабо взаимодействующие массивные частицы (WIMPS) или аксионы, которые не взаимодействуют ни с какой формой электромагнитного излучения.
Проще говоря, темная материя не может поглощать, отражать или преломлять свет или любую другую часть спектра излучения. Единственный признак того, что она вообще существует, заключается в том, что он взаимодействует с нормальной материей и энергией только посредством гравитации. Это делает ее чрезвычайно трудным для обнаружения, а тем более для изучения чего-либо.
Недра черных дыр
Согласно работе команды Йельского университета, ответ на загадку темной материи лежит не в экзотических частицах, а в первичных черных дырах, размер которых варьируется от микроскопических пятнышек до миллиардов миль в диаметре. Эти черные дыры — области пространства-времени, где большие тела материи сжались сами по себе, оставив после себя гравитационный колодец, настолько сильный, что даже свет не может выйти из него.
Еще в 1970-х годах физики Стивен Хокинг и Бернард Карр предположили, что в течение первой секунды существования Вселенной после Большого взрыва могли происходить флуктуации ее плотности, а некоторые области были настолько загромождены, что образовались черные дыры. Эта гипотеза не прижилась, но новое исследование Йельского университета изменило эту идею и подсчитало, что если бы большая часть первичных черных дыр имела начальную массу примерно в 1,4 раза больше Солнца, это могло бы объяснить всю темную материю, особенно поскольку они продолжали поглощать больше газа или даже звезд в их окрестностях. Кроме того, они могли действовать как семена, вокруг которых формировались галактики, и создавать сверхмассивные черные дыры, обнаруженные во многих ядрах галактик.
Если это так, то космический телескоп Джеймса Уэбба мог бы предоставить некоторое подтверждение теории, собирая данные о том, как формируются звезды, галактики и планетные системы, когда его инфракрасные датчики исследуют края Вселенной, где находится свет из ранней истории Вселенной. все еще идет к нам.
