В первые мгновения после Большого взрыва во Вселенной могли формироваться объекты, непохожие на привычные нам светила, — тёмные звёзды. Их главное отличие от обычных звёзд вроде Солнца заключалось в источнике энергии: вместо термоядерного синтеза они питались аннигиляцией частиц тёмной материи — гипотетической субстанции, не испускающей электромагнитного излучения, но проявляющей себя через гравитацию. При столкновениях эти частицы, согласно теоретическим моделям, выделяли энергию, разогревавшую звезду изнутри.

Механизм роста таких объектов напоминает снежный ком, катящийся с горы: чем больше газа тёмная звезда притягивала, тем массивнее становилась, что, в свою очередь, усиливало гравитационный захват нового вещества. Этот процесс позволял ей набирать до миллионов солнечных масс. Когда собственная тяжесть достигала критического порога, возникала колоссальная кривизна пространства-времени — и объект необратимо схлопывался в чёрную дыру — область, где гравитация настолько сильна, что покинуть её не может даже свет. Сценарий такого коллапса был предсказан Субраманьяном Чандрасекаром и Ричардом Фейнманом: они показали, что для столь массивного объекта никакое внутреннее давление — будь то тепловое или квантовое — не способно противостоять гравитационному обвалу.

Именно этот механизм, вероятно, объясняет, как в ранней Вселенной успели сформироваться зародыши сверхмассивных чёрных дыр — тех самых, что сегодня наблюдаются в центрах галактик. Без тёмных звёзд обычным светилам, чья масса ограничена и растёт медленно, просто не хватило бы времени набрать миллиарды солнечных масс за первые сотни миллионов лет после Большого взрыва. Поразительная деталь: тёмная звезда с массой в миллион солнц имела бы радиус, сопоставимый с орбитой Плутона, но температура её поверхности была бы ниже, чем у нити лампы накаливания, — то есть оставалась бы практически невидимой в оптическом диапазоне.