Невеликі чорні діри здатні створювати щось на зразок «атомів гравітації».
Сьогодні чорні діри з'являються як результат колапсу величезних мас - наприклад, в ході загибелі особливо великих зірок при вибухах наднових. Такі діри самі по собі досить великі, а зливаючись, можуть утворювати і зовсім гігантів - надмасивні чорні діри, одна з яких панує в активному центрі нашої галактики. Маса її в мільйони разів перевищує масу Сонця.
Однак у далекому минулому, як пророкує теорія, могли утворюватися і т. зв. примордіальні чорні діри, зовсім не настільки великі. У ту епоху Всесвіт ще не встиг розширитися достатньо, і його щільність була такою великою, що кожна окрема ділянка її сама по собі могла стати чорною дірою. І хоча всесвіт розширився, деякі з цих ділянок могли продовжити існування, хоча такі чорні діри, за розрахунками, повинні бути зовсім невеликі, масою порядку тонн. І хоча реально настільки дрібні об'єкти досі не виявлені, астрофізики вважають, що в перші після Великого Вибуху епохи вони могли з'являтися у великій кількості.
Не вдається їх знайти, можливо, і тому що час життя такої чорної діри не надто великий. Теорія говорить, що вони повинні гинути, втрачаючи енергію у вигляді потужного потоку гамма-променів. Пошук їх веде орбітальний апарат Fermi (читайте: «Бунтівні зірки»), однак і він поки не виявляє цих слідів! Можливо, ми просто розглянули не всі можливі варіанти?
Дійсно, нещодавно дослідники Пейс і Аарон Вандевендери (Pace VanDevender, Aaron VanDevender) висунули альтернативну версію. Замість того, щоб випаровуватися з випромінюванням, вони можуть втрачати енергію за рахунок взаємодії з частинками, що опинилися поблизу, і утворення дуже цікавих «атомів гравітації».
Гравітаційне на тлі інших фундаментальних взаємодій так слабо, що на атомарних масштабах нею, як правило, просто нехтують. Але коли мова йде про таке потужне тяжіння, як у чорної діри, що діє на окремі частинки, відкинути його було б помилкою. Справді, чому б примордіальним чорним дірам з часом просто не вирости до розмірів звичайних зоряних, потроху поглинаючи всю матерію, що потрапляє під руку?
Вандевендерам проблема ця нагадала здавалася колись нерозв'язною загадку існування атомів. Ще близько століття тому вченим ніяк не вдавалося зрозуміти, як атоми взагалі не «самознищуються», адже електрон, що обертається по орбіті навколо ядра, повинен потроху втрачати енергію, поки не впаде на нього?.. Рішення було дано в рамках квантової механіки, яка постулювала існування квантів, найдрібніших «порцій», якими може купуватися або губитися енергія. Розрахунки в рамках цієї теорії блискуче підтвердилися; електрон може і справді «впасти» на ядро, але ймовірність цієї події вкрай, вкрай мала.
Вчені розглянули ситуацію з примордіальними чорними дірами приблизно в тому ж ключі. Гравітація їх досить сильна, щоб притягувати на свою орбіту окремі об'єкти - скажімо, нейтральні атоми; але розміри занадто малі для того, щоб остаточно поглинути. Наприклад, цьому поглинанню може успішно протидіяти теплова енергія руху частинки.
Згідно з проведеними авторами розрахунками, подібна ситуація цілком реальна для чорних дір, маса яких істотно менше величини пари сотень мільйонів тонн. У підсумку за довгі роки така діра може виявитися оточеною щільною оболонкою речовини. Потрапляючи в область дії іншого досить масивного тіла - скажімо, нашої Землі, вона буде втрачати свою оболонку. Ці розсіяні частинки, за розрахунками вчених, будуть створювати доступне для спостережень радіовипромінювання. Можливо, його пошуками варто зайнятися?
Публікація Physics arXiv Blog