Первородные чёрные дыры могут быть пятимерными объектами

Фото из открытых источников

В мгновения после Большого взрыва в экстремальных условиях, существовавших при рождении нашей Вселенной, могли образоваться черные дыры. Эти объекты никогда не наблюдались, но их существование интригует и является предметом жарких дискуссий среди теоретиков. Новая гипотеза выводит их за пределы воспринимаемых нами измерений, распространяя их в так называемое «темное измерение». Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review D.

Это может звучать как фантастика или научная фантастика, но у этого есть научное обоснование. Согласно теории струн — возможному кандидату на роль теории всего — во Вселенной существует больше измерений, чем три пространственных измерения плюс время, которые мы воспринимаем.

Тёмное измерение могло бы объяснить тёмную энергию — гипотетический компонент Вселенной, ответственный за ускоренное расширение космоса. В отличие от других дополнительных измерений, которые настолько малы, что мы даже не можем исследовать их с помощью наших технологий, тёмное измерение находится в диапазоне микрон.

В теории струн все частицы состоят из вибрирующих струн энергии. Согласно теории темного измерения, аннигиляция струн в вакууме высвободила бы энергию, соответствующую темной энергии, если бы существовало измерение размером в микрон, из которого могла бы происходить утечка.

Если микроскопические размеры трудно представить, возьмем, к примеру, электрический кабель на улице. Издалека он будет казаться одномерным, представляя собой линию. Но вблизи вы увидите, что на самом деле это цилиндр. Точно так же, только приблизив изображение к мельчайшим объектам, мы можем увидеть, что это дополнительное измерение потенциально (исследование пока очень предварительное) существует.

А что насчет первичных черных дыр? Они не образовались при коллапсе звезд, как обычные звездные черные дыры. Это позволяет им быть намного легче, чем даже самые маленькие черные дыры, которые мы видели во Вселенной.

Физик Луис Анчордоки из колледжа Лемана и его коллеги, проводившие исследовательскую работу, рассмотрели сценарий, в котором существует Вселенная с темным измерением. Что бы это означало для первичных черных дыр? Это означало бы, что они существуют не только в наших четырех измерениях пространства-времени — они могут простираться и в пятое.

В частности, если бы эти черные дыры образовались в результате коллапса космической струны — другого гипотетического объекта, дефекта в ткани пространства-времени, — они были бы достаточно массивными, чтобы существовать до наших дней.

Существование этих черных дыр может объяснить недавнее обнаружение высокоэнергетического нейтрино детектором KM3NeT. Ранее это событие связывали с первичными черными дырами.

Как мы уже говорили, нет никаких доказательств существования первичных черных дыр, но вскоре у нас появится телескоп, который сможет искать хотя бы некоторые из них.

Космический телескоп «Роман» будет искать свободно плавающие планеты, выявляя едва заметные эффекты гравитационного линзирования, возникающие, когда эти миры, покинувшие звездные системы, проходят перед фоновыми источниками света. С помощью этого метода, известного как микролинзирование, «Роман» сможет обнаружить и черные дыры. 

Черная дыра, слишком малая для образования в результате сверхновой, была бы неопровержимым доказательством ее первичных свойств. Существует ли она в большем количестве измерений, чем мы можем изучить в настоящее время, еще предстоит выяснить.