General, Research, Technology

Чи можуть первинні чорні діри бути джерелом темної матерії?

Чорні діри дивні.Ці дивовижні об'єкти, існування яких було остаточно доведено і матеріально підтверджено в 2019 році, є область в просторі-часі, гравітаційне тяжіння якої настільки велике, що об'єкти, які рухаються зі швидкістю світла (і навіть кванти самого світла) не можуть її покинути. Але не всі чорні діри однакові: дослідники вважають, що існують первинні чорні діри - об'єкти, які, ймовірно, утворилася в момент початкового розширення Всесвіту, коли ще не було ні зірок ні галактик. Саме до них прикута увага міжнародної команді астрофізиків з Фізико-математичного інституту імені Кавлі (Японія), які висунули вкрай незвичайне припущення про роль первинних чорних дір в структурі Всесвіту: дослідники припустили, що первинні чорні діри можуть відповідати за всю темну матерію Всесвіту або деяку її частина, за деякі з спостережуваних гравітаційно-хвильових сигналів, а також служити зародками надмасивних чорних дір, розташованих в центрі нашої та інших галактик.

Чорні діри приховують в собі безліч таємниць. Тепер дослідники вважають, що деякі з них можуть бути джерелом темної матерії і навіть містити в собі цілі всесвіти.

Найцікавіше, однак, полягає в тому, щозгідно з новою дивною теорії, первинні чорні діри можуть містити згорнуті всесвіти. Автори роботи, опублікованої в журналі Physical Review Letters ще в жовтні 2020 року, вважають, що вся наша Всесвіт для стороннього спостерігача може виглядати як будь-яка інша чорна діра. На думку команди астрофізиків, ці крихітні дочірні всесвіти, що існують усередині первинних чорних дір, могливідокремитися від основної Всесвіту після Великого вибуху. Нагадаю, що головна ідея теорії дочірньої всесвіту полягає в тому, що наш Всесвіт могла розділитися на незв'язані між собою частини через ефектів квантової гравітації.

Читайте також: Фізики вважають, що паралельні всесвіти існують і скоро це можна буде довести

Таємниці первинних чорних дір

В ході роботи команда астрофізиків з головоюзанурилася у вивчення первинних чорних дір, які, як вважається, утворилися як частина ранньому Всесвіті, коли ще не було ні зірок, ні галактик. Для вивчення цих екзотичних об'єктів дослідники використовували камеру Hyper Suprime-Cam (HSC) величезного 8,2-метрового телескопа Subaru, розташованого поблизу вершини гори Мауна-Кеа на Гаваях. Subaru здатний отримувати зображення всієї галактики Андромеди кожні кілька хвилин, допомагаючи вченим спостерігати сто мільйонів зірок за один раз.

В ході роботи вчені розглянули ряд сценаріїв,особливо пов'язаних з «інфляцією» - періодом швидкого розширення Всесвіту після Великого вибуху. Дослідники підрахували, що в процесі інфляції космічний клімат дозрів для створення первинних чорних дір різної маси. Цікаво, що деякі з них відображають характеристики, властиві темної матерії.

Первичние чорні діри можуть бути ключем до найбільших загадок космології.

"Ми досі не знаємо, з чого складається темнаматерія, але, оскільки відомо, що чорні діри існують, питання про те, чи може темна матерія складатися з чорних дір, які могли утворитися до того, як утворилися зірки і галактики, природно ", - сказав в інтерв'ю виданню Motherboard астрофізик з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі і провідний автор дослідження Олександр Кусенко.

Ще один спосіб, за допомогою якого моглиутворитися первинні чорні діри - теорія дочірньої всесвіту. У прес-релізі дослідження автори наукової роботи відзначають, що «дитяча або дочірня Всесвіт в кінцевому підсумку зруйнувалася б, а величезний викид енергії привів би до утворення чорної діри». Що також цікаво, загибель деяких великих дочірніх всесвітів, навряд чи залишилася б непоміченою. Згідно теорія гравітації, розробленої Альбертом Ейнштейном, така всесвіт може сприйматися спостерігачами по-різному. Якби ви були всередині неї, то побачили б розширюється Всесвіт. Але якби ви зовні, ця дочірня всесвіт виглядала б як чорна діра.

Ще більше цікавих статей про те, як влаштована наша Всесвіт і що можуть приховувати чорні діри, читайте на нашому каналі в Яндекс.Дзен. Там регулярно виходять статті, яких немає на сайті.

Якщо йти за цією логікою мультивселенной, тоцілком можливо, що, хоча первинні чорні діри здаються нам чорними дірами, їх справжня структурна природа може бути прихована їх «горизонтами подій» - межами, оточуючими чорні діри, з яких не може вирватися навіть світло. Усередині цих об'єктів, на думку Кусенко, можуть також знаходитися крихітні всесвіти, позбавлені матерії, які почали і не змогли сформуватися, коли наша власна всесвіт швидко розширювалася.

Ефекти квантової гравітації, можливо, породили дочірні всесвіти. Не виключено також, що ми з вами якраз живемо в одній з таких всесвітів.

Слід зазначити, що, хоча це і дивно і,здається, суперечить здоровому глузду, це далеко не перша наукова робота, яка відображає подібні ідеї. Дослідження, проведене раніше в 2020 році, показало, що так звані «заряджені» чорні діри можуть включати в себе нескінченно повторюються фрактальні всесвіти різних розмірів, включаючи мініатюрні, які можуть розтягуватися і деформуватися в усіх напрямках.

Більш того, тема мультивселенной сьогоднінастільки популярна, що в 2020 році стала головною темою науково-популярного фестивалю Geek Picnic, про що я докладно розповідала в цій статті. Всім любителям мультівсерса рекомендую до прочитання.

Як відзначають учасники міжнародної команди,що стоїть за дослідженням, в майбутньому астрофізики продовжать спостереження за допомогою телескопа Subary, а значить, можливо, нас очікують дивовижні відкриття. Так що будемо сподіватися, що спільні зусилля дослідників проллють такий необхідний світло на природу темної матерії, дочірніх всесвітів і інших, не менш. інтригуючих питань про наш Всесвіт.