Воно пояснює появу первісних дір та темної матерії.
Великий вибух міг не бути початком всього сущого, згідно з теорією космології, яка припускає, що Всесвіт може "стрибати" між фазами стиснення та розширення. Ця теорія може мати глибокі наслідки щодо природи космосу та двох його найзагадковіших об'єктів - чорних дір та темної матерії. Як пише Live Science, нещодавнє дослідження показує, що темна матерія може складатися з чорних дір, які утворились під час переходу від останнього стиснення до поточної фази розширення, яка відбулася перед Великим вибухом.
Якщо це правда, то майбутні лабораторії зможуть виявити гравітаційні хвилі, які виникають під час процесу утворення чорної діри, що дасть можливість доказово підтвердити цей сценарій утворення темної матерії.
Спостереження за рухом зірок у галактиках і космічним мікрохвильовим фоном — післясвітінням Великого вибуху — демонструють, що близько 80% усієї матерії у Всесвіті — це темна матерія. Як відомо, ця речовина не відбиває, не поглинає та не випромінює світло. Хоча її кількість величезна, склад все ще залишається невизначеним.
У новому дослідженні вчені досліджували сценарій, за яким темна матерія складається з первісних чорних дір, утворених внаслідок коливань щільності під час останньої фази стиснення Всесвіт.
Традиційний космологічний погляд припускає, що Всесвіт почався з сингулярності, за якою послідував короткий період надзвичайно швидкого розширення - інфляції. Однак автори нового дослідження проаналізували більш екзотичну теорію, яка відома як космологія несингулярного відскоку матерії. Згідно з нею, Всесвіт спочатку пройшов фазу стиснення і це закінчилось відскоком через збільшення щільності матерії. Далі стався Великий вибух та прискорене розширення, яке можна спостерігати зараз.
Згідно з цією теорією, Всесвіт скоротився до розміру приблизно на 50 порядків меншого, ніж він є сьогодні. Після відскоку народилися фотони та інші частинки. У цей період щільність матерії була настільки високою, що невеликі чорні діри утворювалися через квантові коливання щільності речовини, що робило їх життєздатними кандидатами на темну матерію.
"Малі первісні чорні діри можуть утворюватися на дуже ранніх стадіях Всесвіту, і якщо вони не надто малі, їх розпад через випромінювання Хокінга [гіпотетичне явище, коли чорні діри випромінюють частинки через квантові ефекти] не буде достатньо ефективним, щоб позбутися їх, щоб вони все ще були тут", - пояснив Патрік Пітер, директор з досліджень Французького національного центру наукових досліджень (CNRS).
Для подальшої перевірки своїх прогнозів дослідники сподіваються використати обсерваторії гравітаційних хвиль наступного покоління. У цьому їм мають допомогти Космічна антена лазерного інтерферометра (LISA) і телескоп Ейнштейна. Вони зможуть підтвердити, чи справді первинні чорні діри є темною матерією. Однак може пройти більше десятиліття, перш ніж з'являться перші результати.
"Ця робота важлива в тому сенсі, що вона забезпечує природний спосіб утворення невеликих, але все ще присутніх чорних дір, утворюючи темну матерію в структурі, яка не є звичайною, заснованою на інфляції. Інші роботи наразі досліджують поведінку таких крихітних чорних дір навколо зірок, потенційно дозволяючи знайти спосіб їх виявлення в майбутньому", - підсумовує Пітер.
Всі новини