Крошечные чёрные дыры объясняют потоки галактик и расширение Вселенной экспресс

Оригинал: "More power on large scales"
· Jeremy Mould
arXiv:2601.07106 · 2026-01-12 · CC BY 4.0 · 1 мин
Крошечные чёрные дыры, родившиеся в начале Вселенной, могут объяснить, почему галактики движутся быстрее, и сгладить разногласия в измерениях расширения.

📄 Показана версия «Просто» — «Подробно» пока не готова. Добавьте ★ в избранное, если хотите её ускорить.

Тёмная материя, возможно, это не частицы, а чёрные дыры времён Большого взрыва. В ранней Вселенной, похожей на замешиваемое тесто, они были как тяжёлые зёрна — почти не двигаясь, они собирали вокруг себя вещество и закручивали его в стремительные потоки галактик, которые астрономы видят сегодня. Но есть нюанс: самые лёгкие дыры, согласно теории Хокинга, испаряются, излучая энергию. Это испарение слегка подогревает космическое «тесто» на ранних этапах, отчего меняется расчётная скорость расширения Вселенной и сглаживается пресловутая напряжённость между разными методами измерений.

Удивительно: дыра массой с астероид сжата до точки меньше атомного ядра. Её медленное испарение могло бы породить загадочное свечение в космосе.
Моделирование показало: учёт таких дыр убирает нужду в подгонке других космологических параметров — изящный удар по двум загадкам сразу.

Оригинальная аннотация

как её написали авторы, на английском arXiv:2601.07106

The high value of the cosmic microwave dipole may be telling us that dark matter is macroscopic rather than a fundamental particle. The possible presence of a significant dark matter component in the form of primordial black holes suggests that dark halo formation simulations should be commenced well before redshift z = 100. Unlike standard CDM candidates, PBHs behave as dense, non-relativistic matter from their inception in the radiation-dominated era. This allows them to seed gravitational potential wells and begin clustering earlier. We find that starting N-body simulations at redshifts even before matter-radiation equality yield galaxy bulk flow velocities that are systematically larger than those predicted by standard LCDM models. The early, high-mass concentrations established by PBHs lead to a more rapid and efficient gravitational acceleration of surrounding baryonic and dark matter, generating larger peculiar velocities that remain coherent over scales of hundreds of Mpc. Furthermore, a sub-population of PBHs in the 10^-20 to 10^-17 solar mass range would lose a non-negligible fraction of their mass via Hawking radiation over cosmological timescales. This evaporation process converts matter into radiation, so a time-varying matter density parameter, Omega_m', is introduced, which behaves like a boosted radiation term in the Friedmann equation. This dynamic term acts to reduce the Hubble tension. A higher effective Omega_r in the early universe reduces the sound horizon at the epoch of recombination. PBH mass loss also influences fits to the equation of state parameter, w, at low redshift. The naive N-body modelling presented here suggests investigation with tried and tested cosmology codes should be carried out, by introducing mass losing PBHs and starting the evolution as early as practicable.

Одна из таких дыр весит как астероид, но сжата в точку меньше атомного ядра. Её испарение столь неторопливо, что за всю историю Вселенной она потеряла бы лишь ничтожную часть массы.

Учёные
Stephen HawkingJacob BekensteinVera RubinFritz ZwickyKarl SchwarzschildSubrahmanyan Chandrasekhar
Понятия
субгало тёмной материи ранняя тёмная энергия чёрные дыры ранней Вселенной память чёрной дыры эра доминирования излучения модель ЭКДМ модель LCDM предел массы нейтронной звезды отношение масс космологические параметры плотность вещества критический коллапс первичные гравитационные волны первичные магнитные поля теорема об отсутствии волос профиль плотности отрицательная энергия бедный металлами повторный нагрев измерение реликтового излучения