Первичные черные дыры могли бы пролить свет на темную материю

Рябь может помочь обнаружить доказательства существования  темной материи, которая, как полагают ученые, составляет более 80 процентов всей Вселенной, но до сих пор не поддавалась прямому обнаружению.

"Существует вопрос, что же представляет собой темная материя, и если первичные черные дыры будут обнаружены, мы сможем выяснить её характеристики", сказал в своем заявлении соавтор исследования Шраван Ханасог из Принстонского университета. «Их обнаружение может иметь серьезные последствия для нашего понимания ранней вселенной и темной материи".

Исследователи смоделировали эффект первичной черной дыры, проходящей через звезду. Это изображение показывает, что в результате волны вибраций первичная черная дыра (белые точки) проходит через центр звезды. Разные цвета соответствуют плотности первичной черной дыры и силу вибрации. Изображение: Princeton University/Tim Sandstrom

Ученые считают, что только 4 процента Вселенной состоит из "нормальных" материалов, которые мы можем видеть. Остальные странные вещества скорее всего являются темной энергией и темной материей. Хотя темная материя доминирует во Вселенной, ученые до сих пор не смогли понаблюдать непосредственно за ней, а не стараясь доказать её существование посредством гравитационных эффектов, которые они смогли увидеть. Новое исследование может помочь ученым лучше разобраться в том, что собой представляет темная материя, говорят исследователи. Они разработали компьютерную модель, чтобы  узнать, что произойдет, если первичные черные дыры будут сталкиваться со звездами.

Первичные черные дыры теоретически представляют собой остатки Большого взрыва, который породил Вселенную. Эти объекты, наблюдать которые до сих пор не удавалось, являются одной из предполагаемых космических структур, которые могут быть источником темной материи, утверждают ученые. Первичные черные дыры трудно обнаружить, потому что они не испускают и не поглощают свет, а воздействуют на близлежащие объекты лишь слабыми гравитационными эффектами.

Первичные черные дыры гораздо меньшего размера, чем "нормальные" и поэтому не могут сразу поглотить звезду и ее свет. Их столкновения вызывают заметные колебания на поверхности звезд.  "Глядя на то, как движется поверхность звезды, можно выяснить, что происходит внутри. Если черная дыра соответствующего размера, то поверхность будет вибрировать".

Исследователям также не совсем понятно, какого размера должна быть первичная черная дыра. С помощью компьютерного моделирования на основании наблюдений за Солнцем они сумели определить, что первичная черная дыра размером более 1 секстиллиона (10 в 21 степени) граммов, что примерно равно массе приличного астероида, уже будет существенно влиять на поверхность звезды.

"Теперь мы знаем, что первичные черные дыры можно обнаружить из-за производимых ими колебаний в звездах, поэтому можно попытаться взглянуть на большую выборку звезд, чем одно наше Солнце", сказал Кезден. "Млечный путь имеет около 100 миллиардов звезд, что делает неизбежным столкновение звезды с первичной черной дырой. Нам бы только узнать, где искать".