Астрономы заявляют: некоторые чёрные дыры на самом деле могут быть другими вселенными с галактиками, планетами и разумной жизнью. И мы можем начать поиск таких вселенных прямо сейчас.
Некоторые чёрные дыры на самом деле могут быть другими вселенными. В них, возможно, имеются собственные галактики, планеты и разумная жизнь. Но всё это доступно лишь тем, кто находится внутри этого отдельного космоса. Обитатели же нашего мира видят чужую бесконечную вселенную как чёрную дыру скромных размеров.
Мы можем находить подобные дыры-вселенные уже с помощью действующих телескопов. И, что ещё более удивительно, именно из таких "свёрнутых миров" может состоять тёмная материя.
Такие неожиданные выводы сделаны в научной статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters учёными из США, Японии и с острова Тайвань.
Богатые внутренние миры
Вести.Ru подробно рассказывали о теории мультивселенной. Напомним в двух словах, о чём речь.
Согласно законам квантовой физики, даже в пустоте энергия не может быть постоянно равна нулю. Она постоянно испытывает колебания и равна нулю лишь в среднем. Размах этих колебаний обычно очень мал, но исключительно редко могут происходить и крупные возмущения.
Как считает большинство специалистов, особенно крупное возмущение, случившееся 13,8 миллиарда лет назад, породило всю наблюдаемую Вселенную. Оно вызвало взрывное расширение пространства и появление материи в её нынешнем виде. Начало этого катастрофического расширения известно нам как Большой взрыв.
Вышеизложенную картину нельзя назвать общепринятой. Но всё же это самый популярный среди специалистов ответ на вопрос, что привело к Большому взрыву. А вот дальше начинаются более спорные, но очень заманчивые построения.
Некоторые теоретики считают вполне возможным, что возмущения, порождающие вселенные, происходили неоднократно. Вселенные появлялись внутри уже существующих миров, в том числе и нашего.
В таком "дочернем космосе" может возникнуть собственная материя, а также галактики, звёзды и разумные существа. Однако всё это можно заметить только изнутри. Для нас же, находящихся снаружи, он будет выглядеть как заурядная чёрная дыра. Мы никак не сможем попасть в пространство-время другой вселенной. Её обитателям тоже останется лишь догадываться о нашем существовании.
Может случиться и так, что возмущение, породившее новую вселенную, окажется слишком слабым. В этом случае она остановит своё расширение и схлопнется. В нашем мире на этом месте опять-таки возникнет чёрная дыра. Только на сей раз это будет просто чёрная дыра без всяких миров внутри.
В космосе должны быть чёрные дыры, оставшиеся с первой секунды существования Вселенной.
Иллюстрация Pixabay
Ровесники космоса
Впрочем, рождение других вселенных внутри нашей – далеко не единственный процесс, порождающий чёрные дыры в начале времён. Есть и другие сценарии, и некоторые из них считаются неизбежными. Поэтому почти все космологи согласны с тем, что в первую секунду после Большого взрыва образовалось множество чёрных дыр. Это так называемые первичные чёрные дыры (ПЧД).
Такие тела имели самые разные массы, от ничтожных долей грамма до сотен тысяч солнц. Впрочем, до наших дней могли дотянуть только объекты массой с крупный астероид и выше. Все остальные уже испарились из-за излучения Хокинга.
Если бы наблюдатели открыли хотя бы одну чёрную дыру с массой меньше, чем у звезды, можно было бы с уверенностью сказать, что она первичная. Дело в том, что в современной Вселенной ничто не порождает настолько лёгких чёрных дыр. Однако подобные объекты ещё никогда не наблюдались. Это, впрочем, неудивительно: чёрные дыры вообще трудно обнаружить, а уж тем более если они не очень массивны. Пока есть лишь ограничения на численность первичных чёрных дыр по принципу "если бы их было больше, мы бы уже это заметили".
Тёмные тайны
Астрономы стремятся открыть ПЧД по многим причинам. Одна из них состоит в том, что эти чёрные объекты – естественный кандидат на роль тёмной материи.
Мы подробно рассказывали о том, что это такое. Напомним, что тёмная материя проявляет себя только своей гравитацией. Её притяжение действует на звёзды и галактики, искривляет лучи далёких светил и так далее. Но что представляет собой это тяготеющее вещество? Мы до сих пор этого не знаем. Однако раз уж теоретики уверены в существовании первичных чёрных дыр, логично предположить, что они составляют как минимум часть тёмной материи.
Эксперты расходятся во мнениях, какая это часть. По данным некоторых исследований, на долю ПЧД приходится в лучшем случае доли процента от всей тёмной материи, иначе наблюдатели уже заметили бы их. Однако другие расчёты показывают, что первичные чёрные дыры с массой меньше лунной могли бы составлять всю тёмную материю, и астрономам всё ещё было бы непросто их обнаружить.
Чёрная дыра в роли гравитационной линзы может создать заметную для телескопа вспышку.
Иллюстрация Kavli IPMU/HSC Collaboration.
Охота за вселенными
Авторы нового исследования пошли ещё дальше. По их расчётам, один только процесс образования дочерних вселенных может породить всю тёмную материю. Согласно этой модели, она состоит из сохранившихся вселенных, для нас выглядящих как чёрные дыры, и настоящих ПЧД, возникших на месте схлопнувшихся дочерних вселенных.
Более того, астрономы заключили, что мы вполне в состоянии найти подобные объекты с помощью действующего телескопа Subaru диаметром 8,2 метра. Этот инструмент может каждые несколько минут фотографировать всю галактику Андромеды и различать на изображениях сто миллионов звёзд.
Если чёрная дыра или "закапсулированная" дочерняя вселенная проходит между светилом и телескопом, она работает как гравитационная линза. Наблюдатель видит, как яркость звезды внезапно повышается. Такие вспышки и будут служить индикаторами, сигнализирующими о существовании первичных чёрных дыр или внешне неотличимых от них вселенных.
Схема гравитационного линзирования звезды в галактике Андромеды первичной чёрной дырой.
Иллюстрация Kavli IPMU/HSC Collaboration.
К слову, одно похожее событие на Subaru уже наблюдалось. Наблюдатели зафиксировали нечто похожее на прохождение чёрной дыры, сопоставимой по массе с Луной. Однако экспертам не хватило данных, чтобы сделать окончательный вывод о природе явления.
Авторы считают, что систематический мониторинг галактики Андромеды с помощью Subaru мог бы проверить их теорию. Модель предсказывает, насколько часто телескоп должен обнаруживать гравитационное линзирование, если оно действительно порождено "вселенными в виде чёрных дыр". А значит, наблюдения помогут понять, согласуется ли эта теория с фактами.
К слову, ранее Вести.Ru рассказывали о том, как отличить чёрные дыры от кротовых нор. Писали мы и о поисках чёрных дыр из гипотетической предыдущей вселенной.
