4.6K
Столкнувшиеся черные дыры, породившие первые зафиксированные гравитационные волны, могли бы восполнить недостающую массу Вселенной.
Событие, порожденное катастрофическим столкновением двух черных дыр на расстоянии около 1,3 миллиарда световых лет от Земли, было зафиксировано лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерваторией LIGO в 2015 году. Это подтвердило 100-летнюю теорию Альберта Эйнштейна и положило начало новой эры гравитационно-волновой астрономии.
С захватывающей дух точностью, сигнал, названный GW150914, показал две черные дыры, массами в 29 и 36 солнечных, которые слились в гравитационном танце и в конечном итоге образовали одно целое. Открытие стало не только первым обнаружением гравитационных волн, это бы первый случай, когда астрономы «увидели» изнутри одно из самых энергичных столкновений в нашей Вселенной. Более того, это точно соответствует нашим теоретическим предсказаниям о поведении черных дыр до и после слияния.
14 июня 2016 года было объявлено об еще одном обнаружении гравитационных волн, подтверждая, что первое было не случайностью.
Как правило, наиболее распространенные черные дыры в современной Вселенной делятся на две основные группы: черные дыры звездной массы и сверхмассивные черные дыры. Черные дыры звездной массы формируются, как вы уже догадались, когда массивное светило взрывается как сверхновая. Сверхмассивные же монстры, которые весят миллионы и миллиарды солнц, живут в центрах галактик, и в настоящее время проводится много работы, направленной на понимание процесса эволюции черных дыр от звездных к сверхмассивным. Некоторые исследования показали, что черные дыры «промежуточной массы» являются недостающим звеном, но пока об этом рано говорить с уверенностью.
Так вот, два монстра, сгенерировавших GW150914, были слишком массивными и не могут быть отнесены к черным дырам звездной массы. Так что же за вид черных дыр увидел LIGO?
В двух новых исследованиях, опубликованных в Physical Review Letters, ученые пришли к выводу, что LIGO, возможно, зафиксировал черные дыры, сформированные в ранней Вселенной. Другими словами, LIGO мог стать свидетелем слияния двух первичных черных дыр – самого древнего вида черных дыр. Более того, в будущем, подобные обнаружения могут стать дразнящими подсказками относительно того, скрывают ли примордиальные монстры часть (если не всю) недостающей массы Вселенной. То есть, могут ли эти массивные объекты быть темной материей, которую так упорно ищут астрофизики?
Некоторые универсальные модели эволюции предсказывают быстрое образование черных дыр вскоре после Большого взрыва. Ранняя Вселенная была полна плотных узлов материи, которые, вероятно, разрушились под действием силы тяжести, образовав огромное количество черных дыр. Хотя, черные дыры, как полагают ученые, «испаряются» с течением времени, многие из них (первичных) смогли выжить, скрывая недостающую массу Вселенной.
Сейчас идет много споров о том, каков диапазон масс примордиальных черных дыр и как часто LIGO (и другие будущие детекторы) смогут их находить, но совершенно очевидно, что эта новая захватывающая эпоха гравитационно-волновой астрономии уже идет по горячим следам одной из самых больших загадок современной астрофизики и космологии.
Так могут ли первичные черные дыры стать ответом на вопрос о недостающей массе Вселенной? Время покажет. Нам необходимо обнаружить намного больше слияний этих массивных монстров, прежде чем мы узнаем, где прячется темная материя.