14.10.2026. - Черные дыры - ключ к пятому измерению

Черные дыры - ключ к пятому измерению

Черные дыры и так являются одними из самых странных объектов во Вселенной, но теперь ученые утверждают, что они могут открыть нам путь к еще более загадочной части космоса. Группа ведущих физиков утверждает, что древние черные дыры могут быть ключом к скрытому пятому измерению за пределами нашей материальной Вселенной.

Помимо четырех привычных нам измерений — высоты, ширины, глубины и времени, — ученые предполагают, что в нашей Вселенной может существовать «темное измерение».

Хотя этот дополнительный план реальности скрыт от нас, исследователи считают, что крошечные черные дыры, оставшиеся после Большого взрыва, могут иметь к нему доступ.

Поскольку эти сверхплотные остатки, известные как первичные черные дыры, очень малы, их гравитация может распространяться и на темное измерение.

Это значит, что поиск первичных черных дыр может помочь раскрыть некоторые фундаментальные тайны самого пространства-времени.

Мир, который мы видим и с которым взаимодействуем, существует в четырех измерениях пространства-времени, но некоторые физики считают, что Вселенная может быть устроена сложнее.

Чтобы понять это, представьте, что вы рисуете человека на листе бумаги.

С точки зрения этой фигуры, вся их вселенная имеет всего три измерения: длину, ширину и время.

Поскольку они не могут отделиться от плоской страницы и осмотреться, они не могут перемещаться в дополнительном измерении — по высоте, и им было бы очень сложно представить, что кто-то вообще на это способен.

Согласно некоторым теориям, наша вселенная устроена примерно так: четырёхмерный лист, вписанный в более крупный пятимерный космос.

Учёные называют четырёхмерную вселенную, в которой находится всё, что мы можем видеть, браной, а пятимерный фон — балком.

Что ещё более странно, учёные утверждают, что это измерение крошечное — всего лишь микрон в наших четырёх измерениях, что составляет примерно одну десятую длины эритроцита.

Прямых доказательств того, что мы живём во вселенной с «тёмным измерением», нет, но многие теоретические физические модели, касающиеся электромагнетизма и гравитации, работают лучше, если в них добавить дополнительное измерение.

Однако всё становится ещё более запутанным, если добавить в эту систему крошечные, но чрезвычайно мощные источники гравитации, такие как первичные чёрные дыры.

Обычные чёрные дыры образуются, когда у огромных звёзд, масса которых в десятки или сотни раз превышает массу нашего Солнца, заканчивается топливо и они коллапсируют, оставляя после себя сверхплотное ядро из материи.

Первобытные чёрные дыры, напротив, образовались в результате совершенно иного процесса.

Некоторые учёные считают, что эти чёрные дыры сформировались непосредственно из бурлящего «супа» из быстро остывающей материи, из которого состояла Вселенная вскоре после Большого взрыва.

Хотя первобытные чёрные дыры пока не наблюдались напрямую, предполагается, что они могут составлять часть тёмной материи — невидимой субстанции, которая составляет 27 % Вселенной.

В своей новой статье, опубликованной в журнале Physical Review D, исследователи из Леман-колледжа в США попытались выяснить, что произойдёт с этими чёрными дырами во Вселенной с пятым измерением.

В частности, они хотели ответить на вопрос, станут ли эти чёрные дыры четырёхмерными или пятимерными объектами.

Для этого они рассчитали, насколько большими могут стать первобытные чёрные дыры, исходя из двух теорий их образования.

Согласно первой теории, эти крошечные чёрные дыры образовались из «переполненных» участков материи в ранней Вселенной, которые схлопнулись под действием собственной гравитации по мере остывания космоса.

Согласно их расчетам, эти черные дыры изначально вели себя как четырехмерные объекты.

Однако из-за того, что они были очень маленькими, их четырехмерная конфигурация вскоре стала нестабильной, и они превратились в пятимерные объекты.

Согласно второму сценарию, первичные черные дыры образовались из гипотетических структур, известных как космические струны.

Согласно некоторым теориям, это ультратонкие одномерные «шрамы» на ткани пространства-времени, оставшиеся после рождения Вселенной.

Эти дефекты могли образоваться в результате резких фазовых переходов в пространстве-времени при его охлаждении, подобно тому, как при переходе воды из жидкого состояния в твердое на льду появляются трещины.

Если бы петли космических струн соединились, они могли бы превратиться в черные дыры задолго до того, как во Вселенной появились бы звезды или другие структуры.

Однако расчеты исследователей показывают, что первичные черные дыры, образовавшиеся таким образом, с самого начала были бы пятимерными.

Это означает, что если в нашей Вселенной действительно есть скрытое измерение, то все первичные черные дыры настолько малы, что всегда будут пятимерными.

Звучит неправдоподобно и слишком теоретично, но на самом деле это имеет наблюдаемые последствия для природы Вселенной.

Например, исследователи отмечают, что пятимерные чёрные дыры испаряются медленнее, чем их обычные четырёхмерные аналоги.

Согласно их расчётам, первичные чёрные дыры, образовавшиеся в результате коллапса космических струн, могут существовать столько же, сколько существует Вселенная — 13,8 миллиарда лет.

Это значит, что эти чёрные дыры могут до сих пор быть рядом с нами, проносясь над нашими головами и в конце концов исчезая в клубах частиц.

Исследователи даже предполагают, что эта теория может объяснить появление «частицы-призрака», которая в 2023 году врезалась в детектор KM3NeT, расположенный глубоко под поверхностью Средиземного моря.

Если бы пятимерная первичная чёрная дыра в конце концов испарилась, это могло бы привести к высвобождению такой высокоэнергетической частицы из обычно спокойного участка неба.

Однако это предположение выходит далеко за рамки того, что можно доказать с помощью прямых наблюдений.

Тем не менее оно даёт намёк на то, что чёрные дыры могут рассказать нам о нашей Вселенной, если тёмное измерение действительно существует и находится вне поля нашего зрения.

Источник