Первичные черные дыры рассматриваются как возможные кандидаты на роль частиц, составляющих темную материю. Считается, что из-за излучения Хокинга они не могут быть меньше определенного размера. Однако недавно ученые предположили, что это не так.
Первичные черные дыры
Недавно японские ученые выдвинули предположение, что загадочная темная материя на самом деле состоит из первичных черных дыр. Что представляет собой эта форма вещества, до сих пор остается неизвестным, ведь она не взаимодействует с другой материей никаким другим способом, кроме гравитационного воздействия.
Однако они достаточно обоснованно заявили, что если бы темная материя состояла из аксионов, стерильных нейтрино или других экзотических, но все же вполне обычных частиц, то рано или поздно их должны были бы получить в земных ускорителях. Но прогресса в этом направлении не видно, что делает более вероятной теорию о том, что темная материя состоит из первичных черных дыр.
Эти экзотические объекты рождались на рассвете существования Вселенной вследствие коллапса областей плотности и теоретически они могли тогда иметь любую массу. Однако это вовсе не значит, что все они должны были дожить до нашего времени.
Существует явление, которое называется излучением Хокинга. Оно представляет собой рождение частиц вблизи горизонта событий, в результате которого черная дыра постоянно теряет массу пока не исчезнет полностью. В результате этого среди первичных черных дыр до сегодняшнего дня должны были бы дожить только те, масса которых превышает миллиард килограммов.
Как черным дырам пережить миллиарды лет
Миллиард килограммов — это не очень много по космическим меркам. Однако если темная материя состоит только из столь массивных объектов, то мы тоже должны были бы их найти по гравитационному воздействию, которое они оказывают. Но и этого мы не видим.
Всю эту ситуацию и пытается исправить новое исследование. Еще в 2018 году грузинский физик Гия Двали предположил, что существует механизм, который подавляет излучение Хокинга. Он рассматривал черную дыру как скопление гравитонов и пришел к выводу, что должно существовать явление, которое он назвал «ярмом памяти». Сама информация, поглощенная черной дырой, должна сопротивляться испарению.
Именно на этом предположении и основывали свою работу японские ученые. Они пришли к выводу, что в современной Вселенной могли сохраниться первичные черные дыры с массой менее 10 миллионов килограммов. По их мнению, во время слияния такие объекты будут излучать гравитационные волны, которые смогут зафиксировать будущие космические обсерватории — в частности, LISA (Laser Interferometer Space Antenna) и DECIGO (Deci-hertz Interferometer Gravitational-wave Observatory).
По материалам phys.org
