Японские физики создали новую модель того, что происходило в ранней Вселенной на рассвете ее существования. Считается, что в этот период взаимодействие коротких и длинных волн вызвало появление миниатюрных черных дыр, которые являются кандидатами в элементы темной материи. Однако новое исследование показывает, что этих объектов во Вселенной должно быть довольно мало.
Миниатюрные черные дыры как составляющая темной материи
Недавно исследователи из Исследовательского центра ранней Вселенной и Института Кавли по физике и математике ранней Вселенной опубликовали исследование, которое описывает события в ранней Вселенной и может решить некоторые проблемы, связанные с миниатюрными черными дырами.
В нынешней Вселенной ученым известны два типа черных дыр: те, что имеют звездную массу и образуются при коллапсе светил, и сверхмассивные, которые находятся в центрах галактик. Однако некоторые физические модели показывают, что, помимо них, в самом начале существования нашей Вселенной прямо из колебаний вакуума могли образовываться и совсем миниатюрные объекты.
Именно эти миниатюрные черные дыры многие видят в качестве составляющих темной материи. Мы до сих пор не знаем, что она собой представляет, знаем только о факте ее существования. Относительно крошечных сингулярностей как ее элементов у ученых есть ряд возражений, однако исключить эту возможность пока что никто не может.
Что говорит новая теория
Две главные проблемы, связанные с миниатюрными черными дырами, заключаются в том, что если их много, то мы должны видеть гравитационные волны от их слияния, а фоновое реликтовое излучение должно иметь определенные признаки. Ни первого, ни второго ученые не видят.
Поэтому исследователи решили построить новую модель. В центре их внимания была эпоха инфляции, когда размер Вселенной скачкообразно увеличился на 25 порядков. Во время этого процесса возникали длинные пространственные колебания. Ученые хорошо видят их следы в реликтовом микроволновом фоне и широкомасштабной структуре Вселенной.
Однако считается, что они были слишком слабыми для того, чтобы породить миниатюрные черные дыры. Новая теория утверждает, что, кроме них, могли существовать более короткие, но сильные колебания, которые могли накладываться на длинные и значительно усиливать их.
В таком случае миниатюрные черные дыры действительно могли возникнуть в ранней Вселенной. Однако их должно было бы быть меньше, чем считалось до сих пор. Кроме того, совершенно новую интерпретацию должна была бы получить крупномасштабная структура Вселенной. Подтвердить или опровергнуть новую модель смогут наблюдения гравитационных волн, осуществленные в различных обсерваториях.
По материалам phys.org
