Изображение предоставлено NASA / Getty Images
Учёные предположили, что взаимодействие тёмной материи с крошечными чёрными дырами может приводить к возникновению слабых вспышек света. Эти вспышки могут помочь исследователям обнаружить и изучить загадочную тёмную материю, которая до сих пор остаётся невидимой для современных приборов.
Загадка тёмной материи
Тёмная материя составляет подавляющее большинство массы почти каждой галактики во Вселенной, но её природа остаётся одной из главных научных загадок. Хотя тёмная материя обладает гравитацией, она не взаимодействует с электромагнитным излучением и не испускает свет. Поэтому её существование можно наблюдать лишь косвенно, через гравитационное воздействие на другие объекты.
Ученые по всему миру пытаются найти способы сделать тёмную материю более «видимой». И хотя чёрные дыры кажутся самыми маловероятными кандидатами для этого — они ведь поглощают любой свет, попадающий в их гравитационные ловушки, — новая теория предполагает, что именно они могут стать ключом к разгадке этой тайны. Исследование было представлено 20 сентября в arXiv, однако оно еще не прошло экспертную проверку.
Читайте также: Сколько темной материи во Вселенной?
Как чёрные дыры могут сделать тёмную материю «светящейся»
Исследователи предполагают, что тёмная материя теоретически может взаимодействовать с обычной материей, создавая свет. Однако в обычных условиях такая реакция, возможно, требует слишком много энергии или нуждается в каком-то посреднике, который бы запускал этот процесс. Чёрные дыры, как считают учёные, могут стать той «энергетической ловушкой», которая преодолеет эти барьеры и заставит тёмную материю высвобождать свет.
Однако не каждая чёрная дыра подходит для этой задачи. Учёные делают ставку на ультра-миниатюрные первозданные чёрные дыры, которые образовались не в результате коллапса звёзд, как обычные чёрные дыры, а в хаотичных условиях ранней Вселенной. Впервые такие чёрные дыры были предположены Стивеном Хокингом, но до сих пор наблюдения не подтвердили их существование. Если такие чёрные дыры всё-таки существуют, то они крайне редки.
Испарение чёрных дыр и излучение Хокинга
Все чёрные дыры испаряются, выделяя так называемое излучение Хокинга — эффект, описанный Стивеном Хокингом, при котором виртуальные частицы возникают на краю чёрной дыры, и некоторые из них могут убежать. Чем меньше чёрная дыра, тем больше излучения она выделяет. Таким образом, первозданные чёрные дыры, сравнимые по массе с астероидами, могли бы испускать значительное количество излучения в современной Вселенной.
Важно отметить, что это излучение состоит не только из света (фотонов), но и из других частиц, включая тёмные. По мере того как первозданные чёрные дыры распадаются, они испускают частицы тёмной материи, которые, в свою очередь, могут активировать близлежащие частицы тёмной материи, что приводит к коротким вспышкам видимого света.
Читайте также: Могут ли люди использовать черные дыры для путешествий во времени?
Будущее наблюдений
Исследователи предполагают, что эти сигналы будут проявляться в виде вспышек гамма-лучей. Хотя в настоящее время подобные сигналы слишком слабы для существующих приборов, будущее оборудование, такое как предлагаемая НАСА обсерватория AMEGO-X (All-sky Medium Energy Gamma-ray Observatory eXplorer), может обладать достаточной чувствительностью и разрешающей способностью для обнаружения этих слабых сигналов.
Этот проект может открыть новый путь к пониманию тёмной материи и её взаимодействия с чёрными дырами.
Работает экологическим и научным журналистом более 15 лет. Пишет о науке, культуре, космосе и устойчивом развитии. Внештатный автор сайта «Знание – свет».
