Первичные черные дыры могли бы составлять значительную часть темной материи
Физики Массачусетского технологического института предполагают, что за первую квинтиллионную долю секунды во Вселенной могли возникнуть микроскопические черные дыры с огромным зарядом.
На каждый килограмм материи, которую мы можем видеть, приходится 5 килограммов невидимой материи, которая наполняет наше окружение. Эта «темная материя» — загадочная сущность, которая ускользает от всех форм прямого наблюдения, но дает почувствовать свое присутствие через невидимое притяжение к видимым объектам.
Пятьдесят лет назад физик Стивен Хокинг предложил одну идею о том, чем может быть темная материя: это популяция черных дыр, которая могла образоваться очень скоро после Большого взрыва.
Такие «первичные» черные дыры были бы не теми гигантами, которых астрономы обнаруживают сегодня, а скорее микроскопическими областями сверхплотной материи, которые образовались бы в первую квинтиллионную долю секунды после Большого взрыва, а затем схлопнулись бы и разлетелись по космосу, воздействуя на окружающее пространство-время таким образом, что это могло бы объяснить возникновение темной материи, которую мы знаем сегодня.
Теперь физики Массачусетского технологического института обнаружили, что этот древний процесс также мог породить некоторых неожиданных спутников: еще меньшие черные дыры с беспрецедентным количеством ядерно-физических свойств, известных как «цветовой заряд».
Эти самые маленькие, «сверхзаряженные» черные дыры представляли собой совершенно новое состояние материи, которая, вероятно, испарилась через долю секунды после своего рождения. Тем не менее, они все же могли повлиять на ключевой космологический переход: время, когда были созданы первые атомные ядра.
Физики предполагают, что заряженные первичные черные дыры могли повлиять на баланс сливающихся ядер, что астрономы когда-нибудь смогут обнаружить с помощью будущих измерений. Такое наблюдение убедительно указало бы на то, что первичные черные дыры являются основой всей темной материи сегодня.
«Несмотря на то, что этих недолговечных экзотических объектов сегодня не существует, они могли повлиять на космическую историю таким образом, который сегодня мог бы проявиться в некоторых сигналах», — говорит Дэвид Кайзер, профессор физики в MIT. «В рамках идеи о том, что вся темная материя может быть объяснена черными дырами, это дает нам новые возможности для поиска».
Ученые опубликовали свое исследование в журнале Physical Review Letters.