Объяснено, как могли появиться первые чёрные дыры после Большого взрыва

PRD: ученые из Нидерландов представили обновленную теорию распада Вселенной Поделиться

тестовый баннер под заглавное изображение

Исследователи из Международной высшей школы перспективных исследований (SISSA) совместно с INFN, IFPU и Варшавским университетом представили новую теорию о формировании первых компактных космических объектов. Работа опубликована в журнале Physical Review D.

Учёные предположили, что сразу после Большого взрыва, менее чем через секунду, во Вселенной могла существовать короткая фаза доминирования материи — Early Matter-Dominated Era (EMDE). В этот период частицы могли образовывать плотные ореолы материи, которые затем схлопывались, создавая первые чёрные дыры, бозонные звёзды и так называемые «звёзды-людоеды».

«Звёзды-людоеды» — это гипотетические объекты, похожие на обычные звёзды, но их энергия возникает не за счёт термоядерного синтеза, а в результате самоаннигиляции частиц. Бозонные звёзды, в свою очередь, существуют благодаря квантовой природе материи и могли существовать лишь несколько секунд, прежде чем коллапсировать в чёрные дыры.

Учёные рассчитали, что масса ореолов материи в те времена могла быть меньше 1028
граммов. После гравитационного коллапса из них могли формироваться первичные чёрные дыры размером с астероид. Такие объекты, по оценкам, способны объяснить происхождение всей тёмной материи во Вселенной. Некоторые же могли быстро испариться до начала первичного нуклеосинтеза — времени, когда появились первые лёгкие элементы, такие как водород и гелий.

Авторы считают, что исследование ранних механизмов коллапса материи может не только объяснить происхождение тёмной материи, но и помочь лучше понять процессы звездообразования и эволюции Вселенной. Они также не исключают, что подобные явления — формирование звёзд-каннибалов и бозонных звёзд — могут происходить и сегодня в областях с высокой плотностью тёмной материи.