Физики уверены, что загадочные объекты из ранней Вселенной помогут в поисках невидимой материи. Узнайте больше о их исследованиях!

Физики предполагают, что при взаимодействии крошечных первичных черных дыр с темной материей могут возникать вспышки света в форме гамма-излучения. Эти вспышки света могут дать возможность напрямую наблюдать загадочную темную материю и исследовать ее природу. Данное исследование размещено на сервере препринтов arXiv, как сообщает Live Science.

Большая часть массы почти всех галактик во Вселенной состоит из темной материи, однако ее истинная природа пока остается неизвестной физикам. Известно, что темная материя обладает гравитацией, но не взаимодействует со светом и не производит собственного света. Только благодаря гравитационному взаимодействию темной материи с обычной материей, из которой состоят все видимые объекты во Вселенной, ученые узнали о существовании этой невидимой формы материи.

Поэтому исследователи ищут различные способы для непосредственного обнаружения темной материи, которую пока не удалось увидеть. Авторы нового исследования представили теорию, что невидимую материю можно обнаружить с помощью черных дыр. Это может показаться нелогичным, ведь как можно использовать объекты, поглощающие любой свет? Как черные дыры могут заставить темную материю светиться?

Физики предполагают, что темная материя на самом деле может взаимодействовать с обычной материей и при этом производить свет, но по какой-то причине этого не происходит. Возможно, для этого требуется определенное количество энергии, недоступное в текущих условиях, или же эта энергия не может существовать без посредника для такого взаимодействия. Ученые считают, что таким посредником могут быть необычные черные дыры, способные заставить темную материю излучать свет.

Как считают авторы исследования, такими объектами могут быть крошечные первичные черные дыры. Их размер может быть не больше атома, однако они обладают массой астероида. Первичные черные дыры не образовались в результате коллапса массивных звезд, а возникли в условиях хаоса на самом раннем этапе истории Вселенной. Считается, что спонтанное сжатие сгустков обычной материи могло привести к образованию таких черных дыр.

На данный момент ученые не обнаружили первичные черные дыры, и предполагается, что если они все еще существуют, то встречаются крайне редко. Как и все черные дыры, первичные черные дыры со временем исчезают благодаря излучению Хокинга. Чем меньше размер черной дыры, тем больше излучения она испускает и тем быстрее исчезает. Считается, что редкие первичные черные дыры производят значительное количество излучения в современной Вселенной.

Однако это излучение не является просто набором частиц света или фотонов. Физики полагают, что первичные черные дыры излучают почти все известные виды частиц, включая частицы темной материи. Эти частицы затем заряжают энергией любые окружающие первичные черные дыры частицы темной материи, вызывая каскад, который приводит к кратковременному появлению света, видимого в определенных условиях.

Согласно исследованию, эти кратковременные вспышки света будут представлять собой гамма-излучение. Однако это излучение слишком слабое, чтобы его могли зафиксировать современные гамма-обсерватории. Будущие обсерватории, по мнению физиков, могут обладать необходимой чувствительностью для обнаружения этого излучения.