Крошечные чёрные дыры рвут атомы ⚡ экспресс
Первичные чёрные дыры (ПЧД) в диапазоне астероидных масс (10^17–10^23 г) — кандидаты на роль тёмной материи, но их трудно обнаружить из-за малых радиационных эффектов Хокинга. В работе рассмотрены приливные гравитационные воздействия ПЧД, способные ионизовать нейтральный водород или разрушать ядра. Показано, что сегодня гравитационная ионизация скрыта излучением Хокинга, но в эпоху рекомбинации (z≈1090) для ПЧД с массами 5×10^21–10^23 г гравитационный нагрев преобладал. Приливные силы также преодолевают сильное взаимодействие: диссоциация дейтронов (важно для первичного нуклеосинтеза) и индуцированное деление тяжёлых ядер. Для ПЧД 10^14–10^16 г гравитационное расщепление дейтронов превышает фоторазвал от излучения Хокинга. Выявлен феномен гравитационно-индуцированного деления ядер через приливную деформацию.
Крошечные чёрные дыры размером с атом, но тяжелее астероида, родились сразу после Большого взрыва. Сейчас они, вероятно, и есть тёмное вещество — невидимая масса, которая не даёт галактикам разлететься. Поймать их напрямую нельзя: они почти ничего не излучают.
Зато их гравитация разрывает водород словно мягкую ириску — одна сторона атома притягивается сильнее другой, и он лопается. Вспышки от таких разрывов ищут в древнем радиоизлучении, оставшемся от эпохи 380 тысяч лет после Большого взрыва.
Самый неожиданный сюрприз: эти чёрные дыры способны разбивать даже ядра дейтерия. Это меняло химический состав ранней Вселенной — и возможно, именно такой след укажет на природу тёмного вещества. Такой метод поиска мог бы удивить Георгия Гамова и Ральфа Альфера, заложивших основы космической химии.
🎯 Чёрная дыра массой с астероид, но меньше атома, приливной силой разрывает ядро дейтерия — изотопа водорода, — и это меняло химический состав ранней Вселенной.