|
Вселенная заполнена сверхлегкими черными дырами
|
|
|
|
Первичные черные дыры - это гипотетические объекты, образовавшиеся в самые ранние моменты существования Вселенной. Согласно моделям, они образовались в результате микро-флуктуаций плотности материи и пространства-времени и превратились в черные дыры размером с гору размером с песчинку. Хотя мы никогда не обнаруживали первичные черные дыры, они обладают всеми необходимыми свойствами темной материи, такими как не испускание света и способность группироваться вокруг галактик. Если они существуют, они могли бы объяснить большую часть темной материи. Недостатком является то, что большинство первичных кандидатов в черные дыры были исключены в результате наблюдений. Например, чтобы объяснить существование темной материи, таких гравитационных частиц должно было быть так много, что с нашей точки зрения они часто проходили бы перед звездой. Это привело бы к появлению вспышки микролинзирования, которую мы должны регулярно наблюдать. Несколько исследований неба не дали результатов в поисках такого явления, поэтому идея о темной материи в наши дни не пользуется популярностью.
|
|
|
В новой работе, опубликованной на сервере препринтов arXiv, используется несколько иной подход. Вместо того, чтобы рассматривать типичные первичные черные дыры, в ней рассматриваются сверхлегкие черные дыры. Они находятся на пределе возможных масс и настолько малы, что излучение Хокинга может сыграть свою роль. Скорость распада по Хокингу обратно пропорциональна размеру черной дыры, поэтому эти сверхлегкие черные дыры должны излучать до конца своей жизни в короткие космические сроки. Поскольку у нас нет полной модели квантовой гравитации, мы не знаем, что в конечном итоге произойдет со сверхлегкими черными дырами, о чем и пойдет речь в этой статье. Как отмечает автор, в принципе, возможны три варианта развития событий. Первый заключается в том, что черная дыра полностью рассеивается. Черная дыра прекратит свое существование в виде краткой вспышки частиц высокой энергии. Второй - какой-то механизм предотвращает полное испарение, и черная дыра достигает своего рода равновесного состояния. Третий вариант аналогичен второму, но в этом случае равновесное состояние приводит к исчезновению горизонта событий, оставляя обнаженную плотную массу, известную как голая сингулярность. Автор также отмечает, что в двух последних случаях объекты могут обладать суммарным электрическим зарядом.
|
|
|
|
В случае испарения самым большим неизвестным является время испарения. Если PBH изначально крошечные, они будут быстро испаряться и усиливать эффект повторного нагрева, характерный для раннего космоса. Если они испаряются медленно, мы сможем увидеть их гибель как вспышку гамма-излучения. Ни один из этих эффектов не наблюдался, но возможно, что такие детекторы, как телескоп большой площади Ферми, могут зафиксировать его на месте. Что касается последних двух вариантов, автор утверждает, что равновесие было бы достигнуто примерно в масштабе Планка. Остатки были бы размером с протон, но с гораздо большей массой. К сожалению, если бы эти остатки были электрически нейтральными, их было бы невозможно обнаружить. Они не распадались бы на другие частицы и не были бы достаточно большими, чтобы их можно было обнаружить непосредственно. Это соответствовало бы наблюдениям, но не является удовлетворительным результатом. Модель, по сути, недоказуема. Если частицы действительно обладают зарядом, то мы могли бы обнаружить их присутствие с помощью следующего поколения нейтринных детекторов. Главное в этой работе заключается в том, что текущие наблюдения не исключают существование первичных черных дыр. Пока у нас нет более точных данных, эта модель дополняет теоретическую кучу многих других возможностей.
|
|
|
|
Источник
|
