У новій статті європейських фізиків вказується, що темна матерія може складатися з крихітних чорних дір. Вони утворилися на самому початку існування всесвіту. Раніша така можливість виключалася через явище, відоме як «випромінювання Гокінга».
Первинні чорні діри
Нещодавно двоє фізиків з Інституту Макса Планка та Університету Лісабона опублікували статтю, яка містить нову теорію стосовно того, що собою являє темна матерія. Вона становить 85% маси Всесвіту, проте ми ніколи її не бачимо, бо вона не взаємодіє з електромагнітним випромінюванням, а виявляє себе лише через гравітацію.
Тому вчені досі не знають, з чого ж вона складається. Висуваються різні теорії щодо того, що це можуть бути за частинки. У новій роботі вказується, що може йтися про первинні чорні діри. Зараз подібні об’єкти мають мінімальну масу в кілька разів більшу за наше Сонце, але в ранньому Всесвіті вони могли бути значно меншими.
Вся справа в тому, що, на відміну від сучасних об’єктів, які з’являються внаслідок колапсу зір, первинні чорні діли могли мати своїм джерелом коливання кривизни простору, що виникали спонтанно. Наявність таких коливань чітко простежується у структурі галактичних скупчнь, які, згідно з прийнятими уявленнями, утворилися саме з них. Якби ці нерівномірності були більшими, ніщо не заважало би сформуватися чорним дірам із масами від однієї до 1000 тонн і розміром як елементарна частинка.
Випромінювання Гокінга — не проблема
Насправді ідея того, що саме первинні чорні діри є складовими темної матерії, не така вже й нова. Вона висловлювалася практично від того моменту, як фізики визнали існування у Всесвіті прихованої маси. Однак досі вчені мали дуже вагомі причини відкидати цю ідею.
Вся справа у випромінюванні Гокінга, припущення про існування якого видатний британський фізик зробив ще 1974 року, і його реальність уже підтверджена. Хоча чорна діра й не здатна нічого випромінювати, поблизу від її горизонту подій постійно народжуються пари частинок, одна з яких час від часу летить геть, забираючи з собою трохи маси.
Випромінювання Гокінга прив’язане до площі поверхні чорної діри: чим вона менша — тим швидше має випаровуватися. Тож якщо первинні чорні діри й існували колись, вони давно вже мали зникнути.
Нова теорія
Проте нещодавно опублікована робота американського фізика Георгія Двалі говорить, що це не так. Він обґрунтував висновки, які вказують, що для того, аби чорна діра миттєво випарувалася, з неї має зникнути велика кількість інформації. Це неможливо, а отже, виникає сила, що повністю зупиняє випромінювання Гокінга.
Як наслідок, зменшення маси чорної діри зупиняється і вона може дожити до нашого часу. А отже, теорія про те, що саме з таких об’єктів складається темна матерія, цілком реальна. Щоправда, у неї все одно є проблеми, й головна з них — питання, чому би первісним чорним дірам не злитися в одну велику.
Це дійсно очікувана поведінка для даного класу об’єктів, проте автори теорії заявляють, що вони дослідили й виключили таку можливість. Крім того, вони наголошують, що їхнє припущення — єдине, яке не вимагає розширювати Стандартну модель.
За матеріалами: www.space.com
Тільки найцікавіші новини та факти в нашому Telegram-каналі!
Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine
