Первинні чорні діри — це гіпотетичний тип чорних дір, які утворились під час неоднорідної фази високої щільності Великого вибуху. І якщо вони дійсно існують, то, згідно з новим дослідженням, можуть «зазирати» в нашу Сонячну систему з періодичністю раз на 10 років.
Згідно з аналізом, наданим вченими в журналі Physical Review D, така чорна діра створить крихітні гравітаційні викривлення, за якими її можна буде ідентифікувати. Знову ж таки ці потенційні знахідки можуть допомогти вченим розгадати таємницю темної матерії — невидимого і так самого гіпотетичного компонента, який, ймовірно, становить близько 86% усієї матерії в космосі. Нині дослідники роблять певні висновки про існування темної матерії, зважаючи на її гравітаційний вплив на видимі компоненти та світло, однак з чого саме вона може складатися невідомо.
Але повернемося до чорних дір: їх протягом десятиліть виявили безліч — від «звичайних», маса яких у 5-10 разів перевищує масу Сонця, до надмасивних із мільйонами та мільярдами сонячних мас. Тоді як первинні чорні діри — окремий тип, який, як припускають вчені, може мати масу типового астероїда (тобто від 110 до 110 мільйонів мільярдів тонн).
Попередні дослідження показали, що первинні чорні діри, які збереглися до наших днів, можуть складати більшу частину або всю темну матерію. Ґрунтуючись на цій роботі, вчені вирішили визначити шляхи руху таких чорних дір і зокрема час їх потенційного візиту в Сонячну систему.
«Якщо там багато чорних дір, то деякі з них обов’язково час від часу проходять через Сонячну систему», — каже співавтор дослідження Сара Геллер, фізик-теоретик з Каліфорнійського університету.
Спочатку вчені взялися визначити, щоб могло статись, якби чорна діра пробила земну атмосферу або кору, чи залишила кратер на Місяці, і щобільше, «протаранила», наприклад, людину. Але кожне з цих припущень було відкинуте, оскільки в цьому випадку навіть сама Земля була б надзвичайно малою мішенню для «незваної гості» і ймовірність зіткнення — дуже низька.
«Натомість нам потрібна була достатньо велика система, через яку чорні діри могли б регулярно проходити, щоб ми могли виміряти певний ефект», — каже Геллер. «Тоді ми почали думати про Сонячну систему».
Зрештою дослідники виявили, що принаймні одна первинна чорна діра могла б пролітати через Сонячну систему (зокрема біля Меркурія, Марса, Венери чи Землі) принаймні раз на десятиліття. І, можливо, такі «візити» вже були.
Водночас Геллер обережно додала, що команда «не заявляє, що первинні чорні діри точно існують, складають більшу частину або всю темну матерію або точно знаходяться тут, у нашій Сонячній системі». Самі ж висновки засновані на відносно простому комп’ютерному моделюванні, яке не має необхідної точності для аналізу реальних даних щодо внутрішніх орбіт нашої зоряної системи.
«Щоб зробити остаточні заяви, нам потрібно попрацювати з колегами, які спеціалізуються на моделюванні Сонячної системи за допомогою набагато складніших обчислювальних методів», — додає співавтор дослідження Бенджамін Леманн, фізик-теоретик з MIT.
Команда планує співпрацю з групою моделювання Сонячної системи в Паризької обсерваторії — провідними експертами у складних методах моделювання.
