Випромінювання Гокінга: за допомогою смерті незвичайних чорних дір можна виявити нову фізику

Первинні чорні, які, як передбачається, виникли в перші частки секунди після Великого вибуху, можуть вибухати по всьому Всесвіту. Вибухи цих незвичайних чорних дір викликані випромінюванням Гокінга. Це квантовий процес, унаслідок якого створюються частинки з вакууму космосу. Але цей же процес призводить до випаровування чорної діри. Автори нового дослідження, опублікованого в Journal of High Energy Physics, вважають, що якщо вдасться виявити вибух первинної чорної діри, то таким чином можна відкрити нову фізику, пише Live Science.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

У Всесвіті існують різні чорні діри, маса яких може бути більшою за масу Сонця в кілька разів, або перевищувати її в тисячі і навіть у мільйони разів. Такі чорні діри виникають унаслідок гравітаційного стиснення зірок із величезною масою, коли ті вмирають. Існує теорія, що в перші частки секунди після Великого вибуху, який став початком нашого Всесвіту, у дуже гарячому первинному середовищі відбулося гравітаційне стиснення надзвичайно щільних грудок матерії. Таким чином з'явилися первинні чорні діри. Вважається, що їхній розмір не перевищує розміру субатомних частинок і вони не мають дуже великої маси. Напряму первинні чорні діри ще ніхто не бачив, але різні космологічні моделі вказують на те, що вони можуть існувати.

Згідно з квантовою теорією чорні діри можуть випускати випромінювання, яке зараз відоме, як випромінювання Гокінга. Воно виникає, коли біля горизонту подій чорної діри внаслідок квантового процесу з'являються пари частинок із вакууму космосу. Зазвичай ці частинки знищують одна одну, але якщо одна з частинок потрапляє всередину чорної діри, то друга може вирватися у вигляді випромінювання. Цей процес з часом призводить до випаровування чорної діри, і вона зникає.

Автори дослідження вважають, що дуже легкі первинні чорні діри є дуже гарячими і випускають набагато більше випромінювання Гокінга, ніж звичайні чорні діри. Тому, якщо випромінювання Гокінга у масивних чорних дір виявити майже неможливо, то у первинних чорних дір цей процес можна побачити за допомогою гамма- і нейтринних обсерваторій. Фізики вважають, що в цьому випромінюванні будуть перебувати різні частинки, від фотонів до електронів і нейтрино.

За словами фізиків, первинна чорна діра внаслідок процесу поступового випаровування має врешті-решт вибухнути, викинувши величезну кількість випромінювання. І в цьому випромінюванні можна виявити раніше невідомі частинки, що стане ключем до відкриття нової фізики.

Також учені вважають, що первинні чорні діри можуть створювати гіпотетичні частинки під назвою аксіони. Ці частинки є одними з головних кандидатів на темну матерію, тобто невловиму речовину, яка становить приблизно 85% усієї матерії у Всесвіті.

Автори дослідження кажуть, що якщо вдасться виявити хоча б одну первинну чорну діру, що вибухає, і вивчити її випромінювання Гокінга, то можна виявити абсолютно нові частинки, зокрема отримати пояснення темної матерії.

Вчені кажуть, що необхідні для цього обсерваторії вже перебувають у розробці. За словами фізиків, якщо пощастить виявити вибух первинної чорної діри у відносній близькості від Землі, то це може змінити уявлення про фундаментальні закони природи.

Як уже писав Фокус, Х-спалах на Сонці спричинив вимкнення зв'язку на Землі і вчені прогнозують появу геомагнітної бурі. У сонячній плямі AR 3883 виник найсильніший спалах на Сонці з можливих.

Також Фокус писав про те, що астрономи вперше виявили майже одночасне формування тисяч нових зірок у далекій галактиці, що кидає виклик відомій теоріїпро еволюцію таких астрономічних об'єктів.