Темная материя: простой инсайт, чтобы опередить всех в понимании черных дыр

Представьте: Вселенная полна невидимых черных дыр, рожденных в ее младенчестве. Могут ли они быть той самой темной материей, которая держит галактики в узде? Астрономы недавно попробовали развеять этот миф, но их аргументы оказались не без изъянов. Давайте разберемся, что же произошло и почему дискуссия только разгорается.

Необычные открытия: черные дыры, которых не должно быть

В последние годы телескопы обнаружили множество черных дыр, которые просто не могли сформироваться из звезд за время существования Вселенной. Эти гиганты, как та, что весит 50 миллионов масс Солнца и появилась в первые миллиарды лет, ставят ученых в тупик. Их называют "первичными" или "реликтовыми" — родившимися в первую секунду после Большого взрыва.

Из-за их обилия многие ученые предположили, что именно эти черные дыры и есть темная материя — таинственная субстанция, которая не светится, но составляет большую часть массы Вселенной. Она окружает галактики в виде "темных гало", но прячется от наших инструментов.

Идея под ударом: попытка опровержения

Не все согласны с этой гипотезой. Сторонники частиц темной материи (как вимпы) опубликовали статью на сервере препринтов Корнеллского университета, назвав ее "гвоздем в гроб темной материи из первичных черных дыр".

Исследователи изучили широкие двойные звездные системы в карликовой галактике Волопас I, расположенной в 200 тысячах световых лет от нас. Они проанализировали 52 кандидата, где расстояние между звездами достигало от 1,05 до 2,4 триллиона километров — это в 7-16 тысяч раз больше, чем между Землей и Солнцем.

Выводы оказались неожиданными:

• такое количество широких двойных несовместимо с большим числом черных дыр массой менее пяти солнечных в Волопасе I.
• аналогичная частота наблюдается и в Млечном Пути.
• черные дыры такой массы редки и могут составлять не более 1% от массы темной материи.

Следовательно, темная материя должна быть чем-то другим — возможно, частицами.

Слабые места в аргументах

Однако критики отмечают недостатки. Расчеты предполагают равномерное распределение первичных черных дыр по Вселенной. Но сторонники "чернодырной" гипотезы считают, что они группируются в компактные шаровые скопления массой до 100 тысяч солнечных. Эти скопления прячутся в темных гало, без звезд и газа, и не взаимодействуют с широкими двойными в обычных галактиках.

В ближайшие 10 лет ожидается всплеск открытий первичных черных дыр. Это может укрепить позиции их сторонников или спровоцировать новые опровержения. Дискуссия обещает быть жаркой.