Євген Опанасенко
редактор розділу Техно Вчений фізик-теоретик Стівен Гокінг, крім теорії про "випромінювання Гокінга", розробив ще одну концепцію, яка передбачала народження первинних чорних дір з темної матерії. У квітні вчені провели низку досліджень, які поставили під сумнів припущення великого генія фізики. Результати перевірок вчені опублікували в журналі Nature Astronomy.
Перевірки, проведені масивною цифровою камерою Hyper Suprime-Cam (HSC), встановленою на телескопі Subaru на Гаваях, не підтвердили теорію Стівена Гокінга. Однак результати наразі не виключають теорію знаменитого фізика, але вони припускають, що первісні чорні діри повинні бути дійсно крихітними, щоб пояснювати існування темної матерії.
У 1970-х роках Стівен Гокінг і його колеги припустили, що Великий вибух, ймовірно, створив величезну кількість відносно невеликих чорних дір – кожна розміром з протон. Ці крихітні стародавні чорні діри вкрай важко побачити, але вони повинні чинити сильний гравітаційний вплив на інші об'єкти: відома властивість темної матерії. І, нарешті, цю теорію вийшло перевірити – щоправда, тільки на первинних чорних дірах, порівнянних за масою з Місяцем.
У міру вдосконалення технологій вчені змогли робити все чіткіші знімки космічного простору. Цифрова камера Hyper Suprime-Cam отримала зображення всієї галактики Андромеди за один знімок. Масахіро Такада і його команда з Фізико-математичного інституту в Кавлі (Японія) використовували цю камеру для пошуку первинних чорних дір.
Чорні діри не випромінюють світла, хоча надмасивні чорні діри, подібні до тієї, що знаходиться в серці галактики Мессьє 87, облямовані яскравими дисками гарячої матерії. Однак первинні чорні діри в мільярди разів менше і не мають видимої матерії, що світиться, яка оточує їх. Замість цього, пошук маленьких чорних дір означає пошук місць, де їх потужні гравітаційні поля спотворюють світло від інших зірок і галактик – це явище називається мікролінзування.
Телескопи виявляють мікролінзування від чорної діри, роблячи багато різних знімків зірки з плином часу. Чорна діра, проходячи перед цією зіркою, спотворює її світло, змушуючи її часом світитися набагато яскравіше, спалахувати, і чим менше чорна діра, тим швидше відбувається спалах.
"Якщо об'єкт, що створює лінзу, має, скажімо, одну сонячну масу, тимчасовий масштаб спалаху становить кілька місяців або рік. Але первинні чорні діри, які вони шукають, мають значно меншу масу, приблизно порівнянну з місячною – а це означає, що спалахи зірок від такого мікролінзування будуть набагато коротше", – пояснює Такада.
За словами Такади, камера HSC унікальна, оскільки вона дозволила їм зробити знімки всіх зірок в галактиці Андромеди відразу, з приголомшливо швидкими для астрономів інтервалами експозиції – кожен інтервал становив всього 2 хвилини. Він і його команда зробили близько 200 знімків найближчої до нас галактики за 7 годин ясної ночі, і знайшли тільки одну підходящу подію мікролінзування. За словами Такади, якщо первинні чорні діри становлять значну частку темної матерії, вони повинні були побачити близько 1000 сигналів мікролінзування.
"Ця робота виключає первинні чорні діри, як родоначальників темної матерії в діапазоні мас, де попередні вимірювання не були настільки точними і всеосяжними. Це дуже хороший результат", – прокоментував Симеон Берд, фізик, що вивчає чорні діри в Університеті Каліфорнії.
Невже теорія Гокінга остаточно визнана неспроможною? Це не так, за словами Берда і Такади, які говорять, що первинні чорні діри певного діапазону мас все ще можуть існувати.
"Є ще відповідний діапазон для первинних чорних дір з вкрай невеликими масами, як у крихітних астероїдів. Вони можуть пояснити від 1 до 10% всієї темної матерії. Але, на жаль, HSC не може засікти настільки крихітні чорні діри, тому що спалахи зірок від них були б занадто короткими, тому нам потрібно придумати інший спосіб зробити це", – каже Берд.
Однак після обробки отриманих даних було виявлено один спалах. Хоча це був єдиний попередній результат, він може виявитися неймовірно важливим: це перше виявлення первинної чорної діри, яка може стати революційною перевіркою деяких робіт Гокінга.
Дивіться також в сюжеті про те, коли подорожі в космос стануть доступними для всіх:
Нагадаємо, що раніше застарілий смартфон Samsung сфотографував Сатурн. Також нещодавно у Всесвіті відобразили найдивовижніший об'єкт.
Головні теми