By 
Первісні діри, утворені в екзотичних умовах Великого вибуху, могли стати їхнім власним джерелом матерії та випромінювання. Стандартна історія раннього Всесвіту виглядає так. Коли наш космос був неймовірно молодим, він пережив період неймовірно швидкого розширення, відомого як інфляція. Потім інфляція пішла і затопила Всесвіт частинками та випромінюванням у гарячому Великому вибуху. Потім Всесвіт розширився й охолонув, і під час цього щільність матерії та випромінювання впали. Зрештою матерія об’єднала інформовані зірки, галактики та скупчення.
Але нові дослідження, опубліковані на сервері препринтів arXiv, показують, що в цій простій історії може бути відсутнім ключовий інгредієнт: первісні чорні діри. Наразі ми знаємо лише про один гарантований спосіб створення чорних дір. Це через загибель масивних зірок. Коли наприкінці свого життя вони руйнуються в собі, вони досягають достатньо високої щільності, щоб перемогти будь-яку іншу силу та спровокувати утворення чорної діри.
Але ранній Всесвіт, можливо, був досить екзотичним, щоб створювати чорні діри по-своєму. Коли інфляція закінчилася і Всесвіт почав охолоджуватися, процес не був плавним і м’яким. Натомість це було неймовірно жорстоке, з масовими змінами енергії та маси з місця на місце. Цілком можливо, що кишені Всесвіту могли спонтанно досягти досить високої щільності, щоб утворити чорні діри безпосередньо самі по собі, без необхідності спочатку проходити через утворення зірок. Це так звані первісні чорні діри.
Космологічні спостереження вже наклали серйозні обмеження на кількість первісних чорних дір, які могли населяти ранній Всесвіт. Але ще є місце для їх існування. І команда дослідників склала статтю, в якій досліджується несподіваний наслідок утворення цих первісних чорних дір.
З робіт Стівена Хокінга ми знаємо, що чорні діри не зовсім чорні. Вони насправді трохи світяться через екзотичний квантовий процес, відомий як випромінювання Хокінга. Для чорних дір нормального розміру це дуже неефективний процес. Звичайна чорна діра випромінює лише одну частинку радіації щороку. Але менші чорні діри випромінюють набагато більше випромінювання.
Якби первісні чорні діри були досить малі, то вони б повністю випарувалися, поки Всесвіт був ще на початковій стадії, не залишивши жодних слідів свого існування. Але дослідники виявили, що це призводить до курйозної ситуації. Коли ці первісні чорні діри випаровувалися, вони випускали власні потоки радіації та матерії.
Не зважаючи на розширення Всесвіту, якби достатня кількість первісних чорних дір випарувалася, то щільність матерії та випромінювання могли б залишатися постійними. Це призведе до розширеного сценарію великого вибуху на основі чорної діри.
Зрештою всі первісні чорні діри зникнуть, а решта космологічної історії триватиме без них. Але вони залишили б свій слід. Зміни в речовині та щільності випромінювання потенційно можуть мати довгострокові наслідки, які ми можемо виявити навіть до сьогоднішнього дня. А випаровування первісних чорних дір викликає утворення гравітаційних хвиль, які можуть зберігатися й сьогодні. Можливо, ми ніколи не знайдемо прямих доказів існування первісних чорних дір, але дослідники виявили, що ми можемо знайти їхні тонкі відбитки пальців по всьому Всесвіту.
Comments