Новое исследование подтверждает теорию Хокинга: первичные черные дыры могли изменить форму Вселенной

Недавнее исследование, опубликованное в журнале «Journal of Cosmology and Astroparticle Physics», предлагает новый взгляд на теорию, впервые выдвинутую выдающимся физиком Стивеном Хокингом, о том, что черные дыры могут излучать частицы. Эта гипотеза может иметь далеко идущие последствия для понимания структуры и эволюции Вселенной.

Авторы исследования предполагают, что первичные черные дыры, образовавшиеся в ранней Вселенной вскоре после Большого взрыва, могли активно испускать так называемое излучение Хокинга. Это явление, представляющее собой квантовое излучение, исходящее от черных дыр, настолько слабо, что его обнаружить с помощью современных технологий практически невозможно. Тем не менее, ученые продолжают использовать его в своих расчетах, стремясь разгадать загадки космоса.

Исследование подчеркивает, что в ранней Вселенной первичные черные дыры могли значительно влиять на распределение материи. «Интригующая возможность заключается в том, что ранняя Вселенная пережила фазу, когда ее плотность была доминирована первичными черными дырами, которые затем испарялись через излучение Хокинга», — отмечают авторы. Это открытие дает надежду на лучшее понимание динамики формирования галактик и структуры Вселенной.

Хокинг в своих работах 1970-х годов предложил центральную идею о том, что черные дыры не только поглощают, но и излучают частицы, включая фотоны. Он показал, что скорость излучения становится меньше с увеличением массы черной дыры. Это открытие имеет важные последствия для астрономии: черные дыры, образованные из коллапсирующих звезд или находящиеся в центрах галактик, излучают слишком слабо, чтобы их радиацию можно было зафиксировать.

Однако первичные черные дыры, предположительно образовавшиеся в результате гравитационного коллапса сверхплотных областей «барионов», имеют массу менее 100 тонн и способны излучать частицы с высокой энергией, что сделало бы их влиянием на формирование веществ в ранней Вселенной гораздо более выраженным.

Исследование углубляется в анализ различных типов частиц, которые могли исходить от черных дыр. Ученые применили уравнения общей теории относительности для изучения влияния этих частиц на распределение материи в космосе. Например, обнаружение большого количества легких и быстро движущихся частиц могло бы стать препятствием для формирования малых галактик, так как недостаточный их объем не позволяет образовывать плотные структуры.

Отдельно стоит отметить концепцию «реликтов Хокинга». Эти стабильные частицы, предположительно образовавшиеся в процессе испарения первичных черных дыр, могут существовать до сих пор. Исследователи ограничили их количество менее чем 2% от темной материи, что дает возможность уточнить параметры как самих реликтов, так и первичных черных дыр.

Несмотря на отсутствие прямых доказательств наличия реликтов Хокинга на текущий момент, ученые остаются оптимистами. Они надеются, что будущие технологии позволят обнаружить эти частицы, что станет важной вехой в подтверждении теории Хокинга и расширении наших знаний о природе черных дыр и структуры Вселенной.

Таким образом, сегодняшние открытия, основанные на теоретических расчетах и моделях, поднимают важные вопросы о будущем астрономии и физики. Вековые тайны космоса продолжают оставаться в центре научного интереса, и, возможно, именно эти исследования приведут к новым прорывам в культурном и научном наследии человечества.