Первинні чорні діри можуть виїдати планети зсередини, припускають фізики

Нове дослідження припускає, що первинні чорні діри (ПЧД) можуть бути захоплені кам'янистими планетами чи астероїдами, де вони можуть поглинути їхні рідкі ядра та залишити їх порожніми.

Про це розповідають OstanniPodii.com з посиланням на пресреліз Університету Баффало.

У сучасну епоху Всесвіту чорні діри утворюються, коли у гігантських зірок закінчується паливо й вони колапсують (впадають всередину себе) під дією власної гравітації. Тому є обмеження того, наскільки маленькою може бути зоряна чорна діра, оскільки вони повинні утворюватися з великої кількості маси, сконденсованої в одній невеликій області, і виникати лише із зірок, маса яких приблизно у 20 разів перевищує масу Сонця.

Натомість, первинні чорні діри -- це гіпотетичні чорні діри, які, як припускають теоретики, утворилися в перші кілька секунд існування Всесвіту, коли все те, з чого згодом були створені зорі й галактики, було більш щільно упаковане разом.

Ці первинні чорні діри також були запропоновані в якості кандидатів на темну матерію, хоча досі ми не виявляли жодної з них. У новій статті команда вчених запропонувала спосіб їх пошуку: шукати планети або астероїди, в які вони увійшли й залишили порожнечі.

Ідея відносно проста. Якщо ПЧД існують і блукають космосом, вони можуть опинитися в пастці всередині об'єкта під час або після його утворення.

"Якщо об'єкт має рідке центральне ядро, то захоплена ПЧД може поглинути рідке ядро, щільність якого вища за щільність зовнішнього твердого шару", - пояснив Деян Стойкович, професор фізики з Коледжу мистецтв і наук Університету в Баффало.

Після виїдання центрального ядра, ПЧД може зміститися, скажімо, внаслідок зіткнення, залишивши після себе порожнисту структуру. Хоча можна було б обґрунтовано очікувати, що така структура буде нестабільною, дивлячись на міцність і поверхневий натяг природних матеріалів, таких як граніт і залізо, команда виявила, що вона може бути стабільною за умови, що об'єкт менше однієї десятої радіусу Землі.

"Якщо він буде більшим, він колапсує", - додав Стойкович.

Крім того, ПЧД можуть просто проходити крізь об'єкти, не завдаючи їм надто великої шкоди й не видаючи їх зсередини.

"Також можливо, що такий об'єкт, як астероїд, є повністю твердим, без рідкого ядра. В такому випадку взаємодія з ПЧД не призведе до утворення порожнистої сфери", - пише команда вчених у своєму дослідженні. "Оскільки поперечний переріз малих [ПЧД] дуже малий, досить швидка ПЧД, швидше за все, створить прямий тунель після проходження крізь астероїд. Таким чином, існування прямих тунелів в астероїді також може бути ознакою взаємодії з ПЧД".

Хоча ця ідея звучить дещо дивно, вона дала б астрономам привід для пошуків.

"Цікаво, що деякі астероїди, такі як Бенну та Рюгу, можливо, порожнисті через низьку щільність маси, - пише команда, - хоча найбільш вірогідним поясненням їхньої низької щільності є їхня уламкова структура, їхнє відкриття й виміряні властивості означають, що для цього типу астероїдів вже існують методи пошуку".

Пошук ознак їхнього існування тут, на Землі, може бути трохи простішим, оскільки команда припускає, що крихітні ПЧД, проходячи крізь Землю, залишають крихітні тунелі, що вказують на них. Найпростіший метод виявлення полягає в тому, що ми можемо шукати ці тунелі в старих каменях і конструкціях, або навіть просто спостерігати за великою пласкою металевою плитою на предмет наявності крихітних тунелів з плином часу.

"Шанси знайти ці сигнатури невеликі, але їх пошук не потребуватиме багато ресурсів, а потенційна віддача -- перші докази існування первинної чорної діри -- буде величезною", - додав Стойкович. "Ми повинні мислити нестандартно, тому що те, що було зроблено для пошуку первинних чорних дір раніше, не спрацювало".

Крім того, команда припускає, що ці чорні діри можуть прокласти собі шлях крізь ваше тіло так, що ви навіть не помітите цього.

"Хоча її кінетична енергія може бути величезною, енергія, яку вона може вивільнити під час зіткнення з людським тілом, невелика", - пише команда. "Оскільки напруга людської тканини невелика, вона не розірве тканину на частини".

Дослідження було опубліковане в журналі Physics of the Dark Universe.