Крошечные чёрные дыры могут перемещаться по Солнечной системе

Крошечные чёрные дыры могут перемещаться по нашей Солнечной системе, пришли к выводу учёные. Исследование на эту тему провёл Дэвид Кайзер из Массачусетского технологического института (MIT).


Умопомрачительная теория может изменить наш взгляд на ночное небо. Гипотеза предполагает, что микроскопические (относительно) чёрные дыры могут проноситься через нашу Солнечную систему прямо у нас под носом!

О микрочёрных дырах заговорил ещё Стивен Хокинг в 1971 году. Он считал, что микрочёрные дыры представляют собой гипотетические крошечные, то есть менее массы Солнца, чёрные дыры, для которых квантово-механические эффекты играют важную роль.

В основе гипотезы Кайзера также лежит тёмная материя, одна из самых больших загадок в современной физике. Речь в ней идёт о первичных чёрных дырах астероидной массы или PBH (от англ. — primordial black holes).

Несмотря на мнение учёных о том, что чёрная материя составляет колоссальные 80% от Вселенной, мы не можем увидеть её, потрогать или обнаружить с помощью современных технологий. Это похоже на попытку поймать призрака — мы ощущаем его воздействие на окружающие предметы, но не можем схватить.

В течение многих лет учёные ломали головы, пытаясь выяснить, из чего состоит тёмная материя. Самая популярная теория заключалась в том, что это какая-то экзотическая частица, которую мы ещё не обнаружили. Но что, если это что-то совершенно другое?

Итак, новое исследование возвращается к старой идее 1970-х годов, которая предполагает, что тёмная материя может состоять из крошечных чёрных дыр, образовавшихся всего через несколько мгновений после Большого взрыва. Это не обычные чёрные дыры, которые образуются при коллапсе массивных звёзд. PBH — это первичные чёрные дыры, настоящие космические реликвии, возникшие при зарождении Вселенной.

Профессор физики Кайзер объяснил, что вся тёмная материя, по его мнению, состоит из PBH, то есть из чёрных дыр, которые циркулировали по Вселенной в течение 14 млрд лет. И эти миниатюрные чёрные дыры могут пролетать через Солнечную систему чаще, чем мы думаем — возможно, раз в десятилетие!

Но как мы можем обнаружить что-то маленькое, невидимое и быстро движущееся? Ответ следует искать вблизи Марса, на его орбите. PBH, несмотря на свои относительно крошечные размеры, вызывают серьёзный гравитационный удар. Если одна из них пройдёт достаточно близко к Марсу, это может вызвать крошечное «колебание» орбиты Красной планеты.

Учёные знают расстояние между Землёй и Марсом с точностью около 10 см, объяснил Кайзер. Вблизи и на поверхности Красной планеты исследовательские проекты уже достаточно оснащены оборудованием, чтобы попытаться обнаружить небольшой эффект от гипотетического влияния тёмной материи.

Согласно исследованию, если первичная чёрная дыра пройдёт в пределах нескольких сотен млн км от Марса, это может сместить орбиту планеты примерно на метр. Сейчас это может показаться не таким уж большим влиянием, особенно если учесть, что Марс находится более чем в 225 млн км от Земли. Однако с современными сверхточными приборами ответ на этот вопрос можно было бы уточните. Используя текущие высокоточные астрономические данные, включая наблюдения с лунных лазерных станций и орбитальных аппаратов на Марсе, в MIT смоделировали, как PBH могут взаимодействовать с телами Солнечной системы.

Ученые использовали компьютерное моделирование и обнаружили, что влияние PBH на Землю и Луну определить не удалось бы, но Марс дал бы более чёткую картину.

Конечно, даже если обнаружат колебание орбиты Марса, ещё предстоит проделать работу, чтобы доказать, что оно было вызвано PBH, а не обычным астероидом. Исследователи уже обдумывают эту проблему.

Теперь авторы теории работают над более подробным компьютерным моделированием, чтобы помочь отличить воздействие путешествующих космических камней от гипотетических первичных чёрных дыр. И объединяют усилия с экспертами, которые могут смоделировать поведение гораздо большего количества объектов в Солнечной системе, чтобы получить более точную картину искомого.

Так или иначе, результаты исследования указывают на захватывающие шансы как для астрономии, так и для физики элементарных частиц.