Учёные, возможно, впервые обнаружили свидетельства существования первичных чёрных дыр – реликвий самых ранних моментов Вселенной – благодаря наблюдению гравитационных волн. Лазерная интерферометрическая обсерватория гравитационных волн (LIGO) и коллаборация Virgo зарегистрировали сигнал 12 ноября, который не соответствует известным астрофизическим событиям, потенциально указывая на слияние объектов, слишком малых, чтобы быть остатками звёзд.
Необычный Сигнал: S251112cm
С 2012 года LIGO и Virgo подтвердили гравитационные волны от сталкивающихся чёрных дыр и нейтронных звёзд. Однако событие, обозначенное как S251112cm, выделялось: масса одного из сливающихся объектов была слишком мала, чтобы её можно было объяснить стандартным коллапсом звезды. Как заявила физик из Даремского университета Джуна Крун, «Если это окажется реальностью, то это будет огромным открытием». Это станет первым прямым наблюдением чёрной дыры, образовавшейся не из умирающей звезды, а из экстремальных условий ранней Вселенной.
Первичные Чёрные Дыры: Давно Теоретизированное Существование
Концепция первичных чёрных дыр (ПЧД) восходит к десятилетиям назад. В отличие от звёздных чёрных дыр, которые формируются при коллапсе звёзд, ПЧД, как предполагается, возникли из колебаний плотности в ультрагорячей плазме Большого Взрыва. Их потенциальный диапазон масс огромен – от долей атома до 100 000 масс Солнца.
Почему это важно? ПЧД могут объяснить некоторые из величайших тайн Вселенной. Если они существуют, они могут составлять значительную часть тёмной материи, невидимого вещества, составляющего 85% массы Вселенной. Их существование не потребует новой физики за пределами нашего текущего понимания, в отличие от многих других кандидатов в тёмную материю.
Ложные Тревоги и Неопределённости
Однако сигнал может быть ложной тревогой. LIGO-Virgo обнаруживает ложные сигналы примерно раз в четыре года. Это особенно проблематично для редких событий, таких как S251112cm. Предупреждение сузило местоположение источника только до области в 6000 раз шире, чем Луна, что затрудняет последующие электромагнитные наблюдения.
Излучение Хокинга и Испарение
Даже если это правда, обнаруженная ПЧД может не просуществовать долго. Стивен Хокинг теоретизировал, что чёрные дыры излучают радиацию, что приводит к их испарению со временем. Более лёгкие ПЧД исчезли бы вскоре после Большого Взрыва, в то время как более тяжёлые могут медленно распадаться и сегодня.
Поиск Продолжается
Пока что исследователи могут только анализировать сам гравитационный волновой сигнал, чтобы уточнить своё понимание. Требуются дополнительные подобные обнаружения, чтобы с уверенностью подтвердить существование ПЧД, но учёные признают, что такие события могут быть крайне редкими.
«Кажется маловероятным, что мы действительно сможем с уверенностью узнать, был ли этот сигнал реальным или нет», – заключила Крун.
Будь то настоящее открытие или статистическая случайность, сигнал S251112cm демонстрирует потенциал гравитационно-волновой астрономии для исследования самых ранних эпох Вселенной и раскрытия скрытых компонентов тёмной материи.
