Предметы вокруг нас могут содержать признаки крошечных черных дыр
16. Декабрь, 2024 в 5:34
Первичные черные дыры, образованные в ранней Вселенной, могли оставить после себя следы даже в предметах, которые нас окружают.
Об этом рассказывают OstanniPodii.com.
Первичные черные дыры -- это загадочные остатки очень раннего этапа образования Вселенной, которые имеют подсказки к разгадке некоторых крупнейших тайн космоса.
Эти крошечные, но мощные черные дыры, вместе с неуловимой темной материей, остаются одними из самых загадочных тайн в астрофизике. Хотя в теории они существуют на протяжении десятилетий, их до сих пор не удалось непосредственно наблюдать.
Обычно, когда мы говорим об образовании черной дыры, мы представляем массивную звезду, которая в конце своей жизни впадает (коллапсирует) сама в себя.
Однако, турбулентная среда ранней Вселенной могла позволить образоваться многим мизерным черным дырам еще до рождения первых звезд. Эти черные дыры на заре Вселенной, известные как первичные черные дыры (ПЧД), могли образовать загадочную темную материю, составляющую 85% общей массы Вселенной.
Новое исследование предлагает нам расширить наши поиски как вверх, так и вниз, чтобы обнаружить эти неуловимые объекты. Радикальное предложение предполагает, что признаки этих первобытных черных дыр могут варьироваться от чрезвычайно больших, таких как пустые планетарные тела, до фантастически малых, таких как микроскопические проходы в повседневных материалах на Земле.
Исследователи представляют себе захватывающий сценарий, в котором первичная черная дыра внутри крупного небесного объекта, такого как астероид или планета, поглощает его жидкое ядро, оставляя его пустым.
По другому сценарию, быстротечная первичная черная дыра может оставить после себя прямые туннели, достаточно большие, чтобы их можно было увидеть под микроскопом, если она пройдет сквозь твердый материал, включая вещества, присутствующие на Земле.
"Шансы найти эти признаки невелики, но их поиск не потребует много ресурсов, а потенциальная отдача -- первое доказательство существования первичной черной дыры -- будет огромной", - пояснил Деян Стойкович, доктор физико-математических наук, профессор физики в Колледже искусств и наук Университета Баффало и соавтор исследования.
Применяя новый подход к этому космическому детективу, исследователи подчеркивают, что традиционные методы потерпели неудачу в поисках первичных черных дыр, что вызвало потребность в инновационном мышлении.
Эксперты оценили, насколько большим может быть полое небесное тело, которое не распадается на части, а также вероятность прохождения первоначальной черной дыры сквозь земной объект.
Утешительный вывод заключался в том, что такое событие не было бы смертельным для людей.
"Из-за таких высоких шансов мы сосредоточились на твердых следах, которые существуют тысячи, миллионы или даже миллиарды лет", - сказал соавтор исследования Де-Чанг Дай, доктор философии из Национального университета Донг Хва и Университета Кейс Вестерн Резерв.
Когда Вселенная была младенцем, плотные зоны в быстро расширяющемся космосе могли коллапсировать и образовывать ПЧД. Хотя они имели бы гораздо меньшую массу, чем звездные черные дыры, они все равно были бы интенсивно сконцентрированы.
ПЧД может попасть в ловушку внутри планеты, спутника планеты или астероида во время или после его образования и поглотить жидкое ядро объекта, не оставив ничего, кроме пустой оболочки.
Далее ПЧД может покинуть объект, если в него попадет астероид. Если объект выживает, он может быть полым небесным телом, которое можно обнаружить с помощью телескопов.
Изучая орбиту объекта, ученые могут вычислить его массу и плотность.
"Если объект имеет жидкое центральное ядро, то захваченная ПЧД может поглотить жидкое ядро, плотность которого выше плотности внешнего твердого слоя", - сказал Стойкович.
В меньших масштабах ПЧД могут проходить сквозь объекты без жидкого ядра, оставляя после себя прямой туннель. Таким образом, повседневные предметы могут действовать как детекторы черных дыр.
Вероятность того, что ПЧД пройдет сквозь человека, ничтожно мала. Даже если бы это произошло, человек, вероятно, не заметил бы этого. Из-за своей малой напряженности, ПЧД не разорвет человеческую ткань на куски. Кроме того, она движется настолько быстро, что не может высвободить значительную часть своей кинетической энергии во время столкновения.
Неразгаданные тайны космоса, такие как темная материя, продолжают озадачивать нас, тем самым мотивируя исследовать новые рамки, выходящие за пределы столетних теорий квантовой механики и общей теории относительности.
"Самые умные люди на планете работают над этими проблемами уже 80 лет и до сих пор не решили их, - заявил Стойкович. "Нам не нужно простое расширение имеющихся моделей. Вероятно, нам нужна совершенно новая структура".