Scientists simulated the formation of primordial black holes in an expanding universe and discovered that their masses oscillate in a log-periodic pattern—a signature of discrete self-similarity (where a system repeats its behavior at smaller scales in a step-like manner). Unlike previous studies in a static universe, here the oscillations between peaks and troughs are more uneven. This "cosmic staircase" in black hole masses could imprint subtle modulations on gravitational wave backgrounds, offering a new way to probe the universe's infancy.
Капли из неплотно закрытого крана отбивают чёткий ритм. Похожий ритм, только в масштабах Вселенной, обнаружили астрофизики: образование первичных чёрных дыр — крошечных объектов, родившихся в первые мгновения после Большого взрыва — тоже идёт не хаотично, а строго размеренно. Масса такой дыры растёт не плавно, а скачками, будто повторяя один и тот же узор снова и снова, но каждый раз в уменьшенном масштабе.
Раньше о такой «ритмичности» знали лишь для идеализированной, нерасширяющейся Вселенной. Новое моделирование на расширяющейся Вселенной — а именно такой была наша Вселенная в начале — подтвердило, что ступенчатый ритм сохраняется. Это критически важно, поскольку первичные чёрные дыры считаются одним из главных претендентов на роль тёмной материи — невидимого каркаса, удерживающего галактики.
Из-за ритмичности будущие детекторы гравитационных волн — ряби пространства-времени — смогут уловить не случайный шум, а упорядоченную «мелодию», сыгранную сливающимися дырами. А вот неожиданный поворот: эти дыры могут быть столь малы, что, пролетая сквозь Землю, не задели бы ни единого атома, хотя каждая весит как гора.
🎯 Первичные чёрные дыры, если они существуют, могут быть размером с атом, но весить как гора.