У космосі, можливо, існують уламки чорних дір: вони можуть допомогти відкрити нову фізику

Фізики запропонували теорію, згідно з якою, в результаті потужних зіткнень великих чорних дір можуть виникати крихітні уламки чорних дір, які являють собою чорні діри розміром не більші за астероїд. Ці об'єкти можуть дати уявлення про квантову структуру простору-часу і відкрити шлях до виявлення нової фізики. Автори дослідження, опублікованого в журналі Nuclear Physics B, вважають, що незвичайні крихітні чорні діри можна виявити за допомогою наявних гамма-обсерваторій, пише Live Science.

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

Однією з найбільших загадок у фізиці є поведінка гравітації на квантовому рівні. Автори нового дослідження запропонували спосіб вивчити цю поведінку за допомогою спостереження за випромінюванням, яке створюють крихітні дірки. Вони, як вважають учені, можуть бути створені внаслідок зіткнення величезних чорних дір.

Уперше теорію про те, що чорні діри насправді випускають випромінювання запропонував у 70-х роках минулого століття знаменитий фізик Стівен Гокінг. Його розрахунки показали, що квантові ефекти поблизу горизонту подій чорної діри призводять до того, що чорні діри випаровуються, тобто втрачають масу з часом, і зрештою зникають. Випаровування чорних дір, згідно з цією теорією, відбувається внаслідок випромінювання, тепер відомого, як випромінювання Гокінга.

У той час як випаровування величезних чорних дір відбувається дуже повільно і випромінювання Гокінга складно виявити, то випаровування крихітних чорних дір відбувається набагато швидше, а їхнє випромінювання легше побачити, вважають автори дослідження.

Фізики припускають, що внаслідок потужного зіткнення величезних чорних дір можуть формуватися компактні чорні діри, які, по суті, є частиною більших чорних дір. При цьому маса крихітних об'єктів не більша за масу астероїда. Таким чином ці чорні діри, як вважають вчені, можуть випаровуватися швидше і випускати випромінювання, що складається з гамма-променів, а також частинок, відомих як нейтрино. Теорія передбачає, що сучасні гамма-обсерваторії можуть побачити випромінювання уламків чорних дір.

Хоча ніхто ніколи не бачив таких об'єктів, фізики вважають, що теоретично, вони можуть існувати. Фізики стверджують, що крихітні чорні діри можуть випаровуватися за допомогою випромінювання Гокінга протягом періоду часу від кількох секунд до кількох років, залежно від їхньої маси.

Дослідники вважають, що якщо вдасться виявити випромінювання таких об'єктів, то це відкриття потенційно може призвести до виявлення нової фізики. За словами вчених, випромінювання Гокінга кодує інформацію про базову квантову структуру простору-часу. Дослідження цього випромінювання може допомогти виявити відхилення від передбачень Стандартної моделі фізики елементарних частинок. Це потенційно може призвести до виявлення невідомих частинок або таких явищ, як додаткові вимірювання, які передбачають деякі теорії. Також це може допомогти зрозуміти, як діє гравітація на квантовому рівні.

Як уже писав Фокус, астрономи могли виявити невідомий вибух наднової. Вчені вважають, що вони виявили раніше невідомий вид наднової, тобто вибух зірки. Передбачається, що ця зірка частково поглинула сусідню чорну діру.

Також Фокус писав про те, що зазвичай квантова суперпозиція руйнується протягом кількох секунд. Але фізики змогли створити стабільну квантову суперпозицію, яка існувала понад 23 хвилини. Це досягнення може допомогти виявити нові явища у фізиці.