В новой статье европейских физиков указывается, что темная материя может состоять из крошечных черных дыр, образовавшихся в самом начале существования Вселенной. Ранее такая возможность исключалась из-за явления, известного как «излучение Хокинга».
Первичные черные дыры
Недавно двое физиков из Института Макса Планка и Университета Лиссабона опубликовали статью, которая содержит новую теорию относительно того, что собой представляет темная материя. Она составляет 85% массы Вселенной, однако мы никогда ее не видим, поскольку с электромагнитным излучением она никогда не взаимодействует, а проявляет себя только через гравитацию.
Поэтому ученые до сих пор не знают, из чего же она состоит. Выдвигаются различные теории относительно того, что это могут быть за частицы. В новой работе указывается, что речь может идти о первичных черных дырах. Хотя сейчас подобные объекты имеют минимальную массу в несколько раз больше нашего Солнца, в ранней Вселенной они могли быть значительно меньше.
Все дело в том, что, в отличие от современных объектов, образующихся в результате коллапса звезд, первичные черные дыры могли иметь своим источником спонтанно возникающие колебания кривизны пространства. Наличие таких колебаний четко прослеживается в структуре галактических скоплений, которые, как считается, появились именно из них. Если бы эти неравномерности были большими, ничто не мешало бы образоваться черным дырам с массами от 1 до 1000 тонн и размером с элементарную частицу.
Излучение Хокинга — не проблема
На самом деле идея, что именно первичные черные дыры являются составляющими темной материи, не такая уж и новая. Она высказывалась практически с того момента, как физики признали существование во Вселенной скрытой массы. Однако до сих пор ученые имели очень веские причины отвергать эту идею.
Все дело в излучении Хокинга, предположение о существовании которого выдающийся британский физик сделал еще в 1974 году, и его наличие уже подтверждено. Хотя черная дыра и не способна ничего излучать, вблизи от ее горизонта событий все время рождаются пары частиц, одна из которых время от времени улетает прочь, забирая с собой немного массы.
Излучение Хокинга привязано к площади поверхности черной дыры. Чем она меньше — тем быстрее должна испаряться. Поэтому, если первичные черные дыры и существовали когда-то, они давно уже должны были исчезнуть.
Новая теория
Однако недавно опубликованная работа американского физика Георгия Двали говорит, что это не так. Он обосновал выводы, которые указывают, что для того, чтобы черная дыра мгновенно испарилась, из нее должно исчезнуть большое количество информации. Это невозможно, а значит, возникает сила, полностью останавливающая излучение Хокинга.
Как следствие, уменьшение массы черной дыры останавливается и она может дожить до нашего времени. А значит, теория о том, что именно из таких объектов состоит темная материя, вполне реальна. Правда, у нее все равно есть проблемы. И главная из них — вопрос, почему бы первоначальным черным дырам не слиться в одну большую.
Это действительно ожидаемое поведение для данного класса объектов, однако авторы теории заявляют, что они исследовали и исключили такую возможность. Кроме того, они отмечают, что их предположение — единственное, которое не требует расширять Стандартную модель.
По материалам: www.space.com
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
