Цепная реакция первичных чёрных дыр как источник гравитационных волн экспресс

Оригинал: "Hawking-radiation-ignited autocatalytic formation of primordial black holes"
· Alexander Yakimenko
arXiv:2511.18110 · 2025-11-22 · CC BY 4.0 · 1 мин
Испаряющиеся первичные чёрные дыры могут запускать цепную реакцию, порождая новые дыры и особый гравитационный волновой фон.

В первые мгновения после Большого взрыва Вселенная представляла собой горячую плазму, в которой существовали первичные чёрные дыры — объекты с массой, сравнимой с горой, сжатые до размера атома. Согласно предсказанию Стивена Хокинга, эти чёрные дыры медленно испарялись, испуская излучение Хокинга — поток частиц, подобный тепловому излучению крошечной печи. Однако выделяемая энергия не рассеивалась бесследно: попадая в окружающие плотные области плазмы, она создавала дополнительное давление, которое способствовало их гравитационному коллапсу. В результате на месте испарившейся чёрной дыры формировалась новая. Этот процесс повторялся, порождая самоподдерживающуюся цепную реакцию — фронт рождения чёрных дыр распространялся по ранней Вселенной, подобно лесному пожару, где каждое горящее дерево поджигает соседние. Расширение Вселенной играло роль ливня: по мере остывания плазма становилась всё более разреженной, и в какой-то момент плотность и температура упали ниже критического порога, необходимого для запуска новых коллапсов. Цепная реакция захлебнулась, оставив после себя характерный низкочастотный гул гравитационных волн — колебаний пространства-времени, предсказанных общей теорией относительности. Эти волны несут резкую спектральную метку остановки: на частотах ниже определённого значения наступает оглушительная тишина, словно запись внезапно оборвали. Будущие детекторы, такие как космическая антенна LISA, смогут уловить этот сигнал. Примечательно, что испарение, обычно означающее гибель чёрной дыры, в условиях ранней Вселенной становилось механизмом их размножения.

Расширение Вселенной действует как ливень на лесной пожар: как только плазма становится слишком разреженной, цепная реакция обрывается, оставляя в гравитационных волнах резкую тишину на низких частотах.

В фантастике самовоспроизводящиеся объекты — от репликаторов до «серой слизи» — часто ведут к катастрофам. Здесь чёрные дыры становятся космическими репликаторами, но лишь на заре времён.

Учёные
Stephen HawkingJacob BekensteinHenri PoincaréFritz ZwickyJoseph WeberRainer Weiss
Понятия
механизм излучения Хокинга излучение Хокинга первичная чёрная дыра чёрные дыры прямого коллапса критический коллапс квазипериодические извержения радиогромкий квазар первичные гравитационные волны ускорение космических частиц остаток механизм Хиллса центральный двигатель столкновение пузырей усиление волн рождение частиц квантовые поправки массовый дефект ядерной реакции обратная связь квазаров ветер аккреционного диска потеря информации