Исследователи проверяют идеи Хокинга о темной материи и черных дырах

Согласно измерениям ученых, обычной материи во Вселенной очень мало, чтобы полноценно объяснить силу гравитационных эффектов. Значительная часть материи представлена в форме темной материи, она не участвует в электромагнитном взаимодействии и недоступна прямому наблюдению. По подсчетам исследователей, темная материя составляет около четверти массы-энергии Вселенной и проявляет себя в гравитационном взаимодействии.

Одна из идей Стивена Хокинга о темной материи предсказывала, что эта субстанция состоит из первичных черных дыр. Новое исследование показывает, как могла выглядеть ранняя Вселенная , если вместо неизвестных частиц темная материя была бы создана черными дырами, образовавшимися во время Большого взрыва.
«Это имело бы несколько важных последствий и помогло бы нам ответить на один из самых волнующих вопросов современной астрофизики: как сверхмассивные черные дыры в ранней Вселенной могли так быстро вырасти? Это также позволило бы решить давнюю загадку: почему масса галактики всегда пропорциональна массе сверхмассивной черной дыры в ее центре», – считает физик Нико Каппеллути из Университета Майами. По мнению исследователей, около 85% материи во Вселенной – это темная материя. Черные дыры звездной массы образуются из массивных звезд, а массивных звезд просто не хватает, чтобы даже приблизиться к образованию такого количества черных дыр для формирования темной материи. Большинство звезд Вселенной – это мелкие красные карлики.

В последние годы первичные черные дыры стали привлекать внимание ученых в качестве кандидата на образование темной материи. Этот тип черных дыр мог образоваться из-за переизбытка плотности в первобытной плазме, заполнившей Вселенную сразу после Большого взрыва. Эти черные дыры могли сформировать черные дыры и другого типа, которые по массе очень малы и могут не быть обнаруженными.

Это может помочь объяснить, как сверхмассивные черные дыры, масса которых в миллионы и миллиарды раз превышает массу Солнца, становятся такими огромными. По мнению ученых, они могли вырасти в ранней Вселенной путем слияния с другими первичными черными дырами.

С запуском космического телескопа Джеймса Уэбба ученые планируют продолжить исследования. Если первые звезды и галактики сформировались в «темные века», телескоп будет в состоянии увидеть свидетельства этого.

Результаты исследования будут представлены в журнале The Astrophysical Journal.

Фото: Pixabay