Проверено предсказание о темной материи и черных дырах, сделанное Хокингом

Вселенная слишком тяжелая.

Согласно измерениям нормального вещества во Вселенной, его недостаточно, чтобы объяснить силу наблюдаемых нами гравитационных эффектов.

То, что составляет остальную массу, мы не можем обнаружить напрямую, и выяснения того, что это могло быть, одновременно озадачивают и утомляют.

Термин для этой загадочной массы — «темная материя», и есть несколько гипотетических кандидатов. В новой статье, однако, приводятся новые доводы в пользу кандидата, впервые предложенного в 1970-х годах Стивеном Хокингом и Бернардом Карром, — Изначальные черные дыры.

Есть несколько причин, по которым черные дыры не являются ведущим кандидатом на роль темной материи. Тем не менее эти сверхплотные объекты не излучают света, и, если они ничего не поглощают, их очень трудно обнаружить; вы можете сделать это, только наблюдая их гравитационное воздействие на окружающее пространство-время.

Одна из проблем, с которыми сталкиваются физики, — это очевидное количество темной материи. По нашим расчетам, всего 15 процентов вещества во Вселенной состоит из обычного вещества. Остальные 85 процентов — это темная материя.

Сложно примириться с черными дырами. Согласно нашим моделям, черные дыры звездной массы образуются из массивных звезд, и массивных звезд просто недостаточно, чтобы даже приблизиться к образованию такого количества черных дыр. Большинство звезд Вселенной — маленькие красные карлики.

Однако первичные черные дыры — это другое дело, поэтому в последние годы они вернули свое звание кандидатов на темную материю. Как следует из названия, это черные дыры, которые могли образоваться из-за чрезмерной плотности первичной плазмы, заполнившей Вселенную сразу после Большого Взрыва.

Изначальные черные дыры могли быть «семенами», из которых выросли другие черные дыры, но и другие могли остаться достаточно маленькими, чтобы их не обнаружили.

Это объяснение может также помочь объяснить некоторые другие загадки, например, как сверхмассивные черные дыры — в миллионы или миллиарды раз больше массы Солнца — становятся такими огромными. Согласно расчетам ученых, эти чудовища могли вырасти в ранней Вселенной за счет слияния с другими первичными черными дырами и аккреции соседнего газа и звезд.

Изначальные черные дыры могут даже помочь объяснить загадочный избыток инфракрасного излучения во Вселенной. По словам команды, растущие Изначальные черные дыры будут давать такую ​​же инфракрасную сигнатуру.

Исследование было опубликовано в The Astrophysical Journal и доступно на сервере препринтов arXiv.