Des trous noirs minuscules comme matière noire express
Après le Big Bang, l'Univers ressemblait à un ballon gonflé à bloc : la pression empêchait la matière de se comprimer en amas. Mais des particules superlourdes hypothétiques — de véritables « poids lourds » du monde microscopique — rendaient le ballon moins rigide un instant. La matière se condensait facilement, et naissaient des trous noirs d'une masse allant d'un milliard à un milliard de milliards de tonnes. De la taille d'un noyau atomique, ils n'émettent pas de lumière, mais leur gravité collective régit le mouvement des étoiles et des galaxies. Les calculs montrent que si ces trous constituent toute la matière noire, tout concorde avec les observations. Le modèle standard ordinaire donne trop peu de trous et est déjà exclu. Rebondissement inattendu : ces mêmes petites bêtes auraient pu devenir les germes des trous noirs supermassifs au centre des galaxies.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2604.26005
We study the formation of asteroid-mass Primordial Black Holes (PBHs) as a dark matter candidate in supersymmetric extensions of the Standard Model. We show that the presence of heavy particles predicted in the Minimal Supersymmetric Standard Model (MSSM) can lead to a transient softening of the equation of state of the Universe during their non-relativistic transition, enhancing PBH formation. We compute the effective equation of state for different realizations of the MSSM mass spectrum, parametrized by three characteristic mass scales. Assuming a broad and approximately scale-invariant primordial curvature power spectrum, we evaluate the resulting PBH mass functions and compare them with current observational constraints. We find that, for supersymmetric masses above $$\sim 10^5\,\mathrm{GeV}$$, the PBH mass function is significantly enhanced in the asteroid-mass window, allowing PBHs to account for the total dark matter abundance without violating existing bounds. In contrast, within the Standard Model the same configurations lead to PBH mass functions that are observationally excluded. For lighter supersymmetric mass spectra, PBH production is shifted toward masses above $$\sim 10^{22}\,\mathrm{g}$$, which are strongly constrained by microlensing searches, thereby reducing their allowed contribution to the dark matter density.
Un trou noir de la masse d'un astéroïde est microscopique : s'il traversait la Terre, il laisserait un mince tunnel et provoquerait de faibles secousses. La probabilité d'un tel événement est extrêmement faible.