Физики предложили новую гипотезу происхождения темной материи: она может состоять не из неизвестных частиц, а из древних черных дыр, сформировавшихся еще до Большой взрыв. Об этом сообщает портал The Conversation.
Темная материя — одна из главных загадок современной науки. Она не взаимодействует со светом, но удерживает галактики от разрушения за счет гравитации. Несмотря на десятилетия поисков, ученым так и не удалось обнаружить частицы, из которых она могла бы состоять.
В новой работе рассматривается альтернативный сценарий, в котором Вселенная не возникла из одной точки, а прошла через фазу сжатия, после чего начала расширяться. Такая модель известна как «космологический отскок».
В отличие от классической картины, где в рамках общей теории относительности возникает сингулярность — состояние с бесконечной плотностью, — в этой модели плотность остается конечной. Это позволяет некоторым структурам «пережить» переход от сжатия к расширению.
По расчетам автора, объекты размером более десятков метров могли сохраниться после этого перехода. Среди них — черные дыры, которые затем продолжили существование уже в расширяющейся Вселенной.
Существует два возможных механизма их появления. Первый — прямое «выживание» плотных объектов из предыдущей фазы. Второй — формирование структур при сжатии Вселенной, которые после «отскока» быстро коллапсировали в черные дыры. Такие объекты обладают ключевыми свойствами темной материи: они невидимы, но имеют массу и создают гравитационное влияние.
Гипотеза также может объяснить недавние наблюдения космического телескопа Джеймса Уэбба. Телескоп обнаружил в ранней Вселенной компактные массивные объекты — так называемые «маленькие красные точки», происхождение которых трудно объяснить в рамках стандартной модели. Если массивные черные дыры существовали уже в первые моменты после начала расширения, они могли стать «зародышами» сверхмассивных объектов, наблюдаемых сегодня.
Пока речь идет о теоретической работе, и предложенная модель требует проверки с помощью наблюдений, в том числе изучения гравитационных волн и реликтового излучения. Тем не менее она предлагает новый взгляд на устройство Вселенной: возможно, современный космос — это результат не единственного рождения, а перехода из предыдущего состояния, следы которого до сих пор сохраняются в виде древних черных дыр.
Ранее астрономы впервые в деталях увидели «пробуждение» черной дыры.