Может ли темная материя состоять из мини-черных дыр, образовавшихся в начале Вселенной? Исследование предполагает, что это может быть именно так. Исследователи даже предлагают способ их обнаружения.
Мини-черные дыры образовались вскоре после Большого взрыва
Первобытные черные дыры (ПЧД) — это теоретические космические объекты, которые могли образоваться очень рано в истории Вселенной, вскоре после Большого взрыва. В отличие от звездных черных дыр, которые образуются в результате гравитационного коллапса массивных звезд в конце их жизни, ПЧД, как считается, возникли в результате квантовых флуктуаций в областях с высокой плотностью в первозданной Вселенной.
Точная природа этих первозданных черных дыр остается предметом споров и активных исследований в области астрофизики. Их существование пока окончательно не подтверждено, но они остаются интригующей гипотезой для объяснения некоторых космических явлений, в частности загадки темной материи.
Закрытие пробела
Ученые давно предполагают, что ПЧД могут помочь восполнить дефицит темной материи, наблюдаемый во Вселенной. В деталях этот дефицит означает несоответствие между количеством темной материи, предсказываемым космологическими моделями, и тем, что реально наблюдается в астрономических наблюдениях. Напомним, что темная материя — это невидимый компонент Вселенной, который нельзя обнаружить непосредственно с помощью света или других форм электромагнитных волн, но о наличии которого можно судить по его гравитационному воздействию на видимую материю.
Стандартные космологические модели предсказывают, что большая часть общей массы Вселенной должна состоять из темной материи, примерно до 85 %. Однако наблюдения, проведенные с помощью различных методов, таких как изучение движения галактик и галактических скоплений, показывают, что количество обнаруженной на сегодняшний день темной материи меньше, чем предсказывают модели.
Столкнувшись с этим несоответствием, ученые выдвинули различные гипотезы. Одна из этих интересных гипотез заключается в том, что первозданные черные дыры (ПЧД) могут составлять значительную часть или даже всю недостающую темную материю. Иными словами, эти объекты, рассеянные сейчас по всей Вселенной, могут выступать в роли «гравитационных теней», способных искривлять траекторию света и влиять на движение галактик и других космических структур, оставаясь при этом невидимыми для прямых наблюдений.
Звезды, которые каннибализируют изнутри
Недавно исследователи изучили возможность того, что ПЧД могут быть захвачены гравитационным притяжением гигантских газовых облаков, в которых формируются звезды. Некоторые из этих объектов могут двигаться по орбитам, проходящим непосредственно через эти газовые облака в процессе их формирования. При каждом прохождении через облако ПЧД может немного терять скорость из-за трения. Наконец, после многих прохождений она может оказаться захваченной внутри формирующейся звезды.
Захваченные внутри звезды, эти первозданные черные дыры начинают взаимодействовать с окружающим звездным веществом, поглощая звезду изнутри, в частности, питаясь водородом, который служит топливом для ядерного синтеза в ядре. Если он существует, то этот процесс «космического каннибализма» может оказать значительное влияние на жизнь звезды. По мнению исследователей, более старые звезды, на которые приходится около 80 % массы нашего Солнца, также могут стать главными жертвами этого взаимодействия. Поэтому вероятность разрушения таких звезд была бы выше, что привело бы к дефициту этих объектов в галактиках, где присутствуют ПЧД.
Ученые надеются обнаружить эти эффекты в сверхтусклых карликовых галактиках, где плотность темной материи достаточно высока, чтобы зафиксировать ПЧД в движении. Космические телескопы, такие как «Хаббл» и «Джеймс Уэбб», могут сыграть решающую роль в этом поиске. Изучая сверхмалые карликовые галактики и потенциально обнаруживая эффекты первобытных черных дыр, захваченных этими галактиками, исследователи могли бы предоставить дополнительные доказательства в поддержку своей теории о том, что ПЧД могут составлять значительную часть или даже всю темную материю во Вселенной.
