В МИФИ пояснили происхождение первичных чёрных дыр
Физики из Национального исследовательского ядерного университета МИФИ разработали модель, объясняющую формирование первичных черных дыр — гипотетических объектов, которые могли образоваться в самые первые мгновения после Большого взрыва, задолго до появления звезд и галактик.
Новое исследование предлагает теоретическую основу для понимания того, как в экстремальных условиях ранней Вселенной могли возникнуть массивные гравитационные объекты, существование которых до сих пор остается предметом научных дискуссий.
Интерес к первичным черным дырам связан с одной из ключевых загадок современной астрофизики: откуда в молодой Вселенной взялись сверхмассивные черные дыры, которые наблюдаются уже в ранние космические эпохи. Классический сценарий предполагает, что черные дыры формируются в результате коллапса массивных звезд, однако этот процесс требует времени — звезда должна прожить свой жизненный цикл, что занимает миллионы и даже миллиарды лет. Первичные черные дыры, напротив, могли появиться практически сразу после рождения Вселенной, минуя стадию звездной эволюции.
Возраст Вселенной оценивается примерно в 13,8 миллиарда лет, и самым древним известным черным дырам должно быть не менее миллиарда лет от момента Большого взрыва. Модель, предложенная исследователями МИФИ, пытается объяснить, как такие массивные объекты могли сформироваться в столь короткий по космическим меркам период — когда Вселенная еще не успела остыть и структурироваться в привычные галактики и звездные скопления.
Сама идея о существовании объектов, из которых не может выйти свет из-за их чудовищной гравитации, была впервые высказана английским естествоиспытателем Джоном Мичеллом еще в 1784 году — за столетия до появления общей теории относительности Эйнштейна, которая математически обосновала возможность черных дыр. Сегодня существование таких объектов подтверждается множеством наблюдений: например, в центре нашей галактики Млечный Путь находится сверхмассивная черная дыра массой в несколько миллионов солнечных масс.
Работа российских физиков добавляет новый элемент в картину ранней Вселенной и может оказаться полезной не только для космологии, но и для исследований темной материи — загадочной субстанции, составляющей большую часть массы космоса, природа которой до сих пор неизвестна. Некоторые теоретики предполагают, что первичные черные дыры могут объяснить по крайней мере часть наблюдаемой темной материи, хотя эта гипотеза требует дальнейшей проверки.