Первичные чёрные дыры как кандидаты в тёмную материю: методы обнаружения экспресс

Оригинал: "Novel Solar System Probes for Primordial Black Holes"
· Oem Trivedi, Abraham Loeb
arXiv:2511.04895 · 2025-11-07 · CC BY 4.0 · 1 мин
Крошечные чёрные дыры, пролетая сквозь Солнечную систему, выдают себя сбоем ритма пульсаров и ослепительными вспышками.

Вселенная заполнена невидимой массой — тёмной материей, которая проявляет себя только через гравитацию. Одна из гипотез предполагает, что тёмная материя состоит из первичных чёрных дыр — объектов, образовавшихся в экстремальных условиях сразу после Большого взрыва. Эти чёрные дыры могут иметь массу, сравнимую с астероидом, и размер меньше атомного ядра. Из-за ничтожных размеров и слабого взаимодействия они способны проходить сквозь планеты, оставаясь незамеченными. Стивен Хокинг ещё в 1970-х годах теоретически показал, что такие дыры должны испускать излучение (известное как излучение Хокинга) и в конечном счёте взрываться, однако экспериментально их существование до сих пор не подтверждено.

Теперь астрономы разработали стратегии, позволяющие выследить эти неуловимые объекты. Первый метод использует пульсары — быстро вращающиеся нейтронные звёзды, испускающие радиоимпульсы с регулярностью космического маяка. Если первичная чёрная дыра пролетит вблизи такого пульсара, её гравитационное поле внесёт возмущение в период импульсов, вызвав характерный сбой ритма. Этот гравитационный всплеск может быть зафиксирован сетью детекторов гравитационных волн — рябью пространства-времени, предсказанной общей теорией относительности. Второй метод основан на столкновении чёрной дыры с ледяным телом, расположенным за орбитой Нептуна. При ударе кинетическая энергия переходит в тепло, газ раскаляется и на долю секунды вспыхивает ярче полной Луны — подобно сигнальному костру, заметному с огромных расстояний.

Эти подходы впервые открывают возможность зарегистрировать тёмную материю непосредственно в Солнечной системе, превращая её из гипотетической невидимки в объект охоты для наблюдательной астрономии.

Чёрная дыра с массой астероида сжата до размера меньше атомного ядра — она пронзит Землю насквозь, не задев ни атома.

В рассказе Ларри Нивена «Человек-дырка» микроскопическая чёрная дыра падает на Марс — почти как в реальной охоте за невидимками.

Учёные
Stephen HawkingJacob BekensteinJohn Archibald WheelerVera RubinFritz ZwickyKarl Schwarzschild
Понятия
чёрные дыры ранней Вселенной первичная чёрная дыра микроквазар поиски частиц за пределами Стандартной модели первичные магнитные поля обнаружение двойных звёзд звёздные объекты астрофизическая поляриметрия ускоритель частиц механизм Хиллса EHT зонд Паркер историческая астрофотография компаньон пульсара блазар планетная система процесс Пенроуза метод эхо-картографирования массив пульсарного тайминга диск обломков