Человечество сможет увидеть взрыв черной дыры в телескоп: когда это будет

Новое исследование, проведенное группой ученых из Массачусетского университета в Амхерсте, дает обнадеживающий прогноз: в течение следующего десятилетия с вероятностью в 90% мы можем впервые в истории наблюдать взрыв черной дыры с помощью земного или космического телескопа. Речь идет не об обычных черных дырах, а о так называемых первичных черных дырах — гипотетических структурах, возникших в первые мгновения после Большого взрыва 13,8 млрд лет назад.

Долгое время считалось, что черные дыры могут взрываться, но время этого процесса напрямую зависит от их массы. Самые массивные черные дыры, по оценкам, должны взрываться дольше, чем существует наша Вселенная, а самые маленькие — не чаще одного раза в 100 тысяч лет, что делало их наблюдение практически невозможным. Однако исследователи предложили новую теоретическую модель электрического заряда черных дыр. Она вводит понятие «темного электрона» — гипотетической тяжелой версии электрона. Если эта модель верна, то взрыв первичной черной дыры можно будет наблюдать в среднем раз в 10 лет, а не раз в 100 тысяч лет.

Теоретически такой взрыв может «затопить» Вселенную всем спектром возможных частиц. В него войдут не только известные и хорошо изученные частицы, но и те, что составляют темную материю. Таким образом, наблюдение за взрывом может стать ключом не только к подтверждению существования первичных черных дыр, но и к решению множества загадок современной физики.

Черные дыры бывают разных масс — именно этот факт лежит в основе новой теории. Наиболее известны объекты звездной массы, которые образуются при коллапсе массивных звезд, и сверхмассивные черные дыры, скрывающиеся в центрах галактик. Первичные черные дыры, предположительно, гораздо меньше — их масса может быть сравнима как с весом гигантской планеты, так и среднего астероида. Считается, что такие объекты родились не из звезд, а из-за изменения плотности первичной материи в первые мгновения после Большого взрыва.

Сама концепция взрывающихся черных дыр родилась в 1974 году, когда Стивен Хокинг предположил, что черные дыры могут «испаряться», испуская особый тип теплового излучения, названный в его честь «излучением Хокинга». Этот процесс со временем приводит к взрыву. Температура излучения обратно пропорциональна массе черной дыры: чем она меньше, тем горячее и тем быстрее она испаряется. Именно это свойство и должно помочь астрономам их обнаружить.

Ранее шансы зафиксировать такой взрыв считались ничтожно малыми. Однако исследователи поставили под сомнение ключевое допущение, что первичные черные дыры электрически нейтральны. Они показали, что если у таких объектов может изначально быть небольшой «темный» электрический заряд, который временно стабилизирует их, отдаляя момент взрыва.

Ранее астрономы с помощью телескопов Subaru и «Уэбба» обнаружили скрытые пылью сверхмассивные черные дыры эпохи рассвета Вселенной.

Визуализация SciTechDaily