|
Первичные черные дыры могли заморозить раннюю Вселенную
|
|
|
|
Первичные дыры, образовавшиеся в экзотических условиях Большого взрыва, могли стать собственным источником материи и излучения. Стандартная история ранней Вселенной выглядит так. Когда наш космос был невероятно молод, он пережил период невероятно быстрого расширения, известного как инфляция. Затем инфляция исчезла и затопила Вселенную частицами и излучением в результате горячего Большого взрыва. Затем Вселенная расширилась и остыла, и при этом плотность этой материи и излучения упала. В конце концов материя собрала воедино информированные звезды, галактики и скопления. Но новое исследование, опубликованное на сервере препринтов arXiv, предполагает, что в этой простой истории может отсутствовать ключевой компонент: первичные черные дыры. В настоящее время нам известен только один гарантированный способ создания черных дыр. Это через смерть массивных звезд. Когда они сжимаются в себе в конце своей жизни, они достигают достаточно высокой плотности, чтобы сокрушить любую другую силу и вызвать образование черной дыры.
|
|
|
|
Но ранняя Вселенная могла быть достаточно экзотичной, чтобы создавать черные дыры по-своему. Когда инфляция закончилась и Вселенная начала остывать, это не было гладким и нежным процессом. Вместо этого это было невероятно жестоко, с огромными сдвигами энергии и массы с места на место. Вполне возможно, что карманы Вселенной спонтанно достигли достаточно высокой плотности, чтобы образовать черные дыры сами по себе, без необходимости сначала проходить через формирование звезд. Это так называемые первичные черные дыры. Космологические наблюдения уже наложили серьезные ограничения на количество первичных черных дыр, которые могли населять раннюю Вселенную. Но есть еще место для их существования. И группа исследователей подготовила статью, в которой исследуются неожиданные последствия образования этих первичных черных дыр.
|
|
|
Мы знаем из работы Стивена Хокинга, что черные дыры не совсем черные. На самом деле они немного светятся благодаря экзотическому квантовому процессу, известному как излучение Хокинга. Для черных дыр нормального размера это очень неэффективный процесс. Типичная черная дыра испускает только одну частицу излучения каждый год или около того. Но меньшие черные дыры излучают гораздо больше излучения. Если бы первичные черные дыры были достаточно малы, то они бы полностью испарились, пока Вселенная была еще в зачаточном состоянии, не оставив после себя никаких следов своего существования. Но исследователи обнаружили, что это приводит к любопытной ситуации. Когда эти первичные черные дыры испарились, они выпустили свои собственные потоки излучения и материи. Несмотря на расширение Вселенной, если бы испарилось достаточное количество первичных черных дыр, плотность материи и излучения могла бы оставаться постоянной.
|
|
|
|
Это привело бы к расширенному сценарию Большого взрыва, основанному на черной дыре. В конце концов все первичные черные дыры исчезнут, и остальная часть космологической истории продолжится без них. Но они оставят свой след. Изменения в материи и плотности излучения потенциально могут иметь долгосрочные последствия, которые мы можем обнаружить даже по сей день. Испарение первичных черных дыр само по себе вызывает образование гравитационных волн, которые могут существовать и сегодня. Возможно, мы никогда не найдем прямых доказательств первичных черных дыр, но исследователи обнаружили, что мы можем найти их тонкие отпечатки пальцев по всей Вселенной.
|
|
|
|
Источник
|
