Крошечные чёрные дыры, которые не спешат испаряться экспресс
Кусочек сахара весит около грамма. А чёрная дыра, способная спрятаться в таком кусочке, весила бы как небольшая гора — миллиарды тонн. Но даже такие малютки, рождённые в первые мгновения после Большого взрыва, по идее давно исчезли. Их сжигало собственное излучение — словно кубик льда на раскалённой сковороде, только вместо воды улетала энергия.
В новой работе физики предлагают заменить обычную чёрную дыру на «регулярную» — без бесконечно плотной точки в центре. Вместо неё там гладкое, хоть и очень плотное, ядро. Такая дыра излучает холоднее и тает медленнее. А после потери половины массы включается «эффект памяти»: дыра как бы застывает, удерживая остатки. Это напоминает человека, который в спешке теряет вещи, но, заметив почти пустой карман, начинает беречь каждую мелочь.
Авторы проверили три модели таких «гладких» дыр. Оказалось, что дыры с массой от миллиона до ста миллионов тонн (как небольшое облако) могли бы составить всю тёмную материю — невидимое вещество, удерживающее галактики от разлёта. И это не нарушает расчёты ядерных реакций в ранней Вселенной.
Так крошечные, почти вечные сгустки пространства могут оказаться тем самым недостающим цементом мироздания, который мы ищем уже полвека. И если они существуют, то их следы, возможно, ещё дрожат в реликтовом излучении.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2605.19463
Primordial black holes (PBHs) have attracted intensive research interest as a promising candidate of dark matter. However, because of the Hawking radiation, the PBHs lighter than $$10^{15}~\rm{g}$$ have already evaporated before today. To extend the PBH mass window to small-mass range, two possible ingredients are explored. The first is the consideration of regular PBHs with non-singular metrics, which can decrease the Hawking temperature, thereby lowering black hole evaporation. The second is the incorporation of the memory burden (MB) effect, which can further suppress the evaporation rate, after regular PBHs have lost a certain amount of their initial masses. In this work, we combine these two ingredients and study the MB effects of three types of regular PBHs (the Hayward, Bardeen and Simpson--Visser black holes). Assuming a phenomenological self-similar evaporation, we find that the MB effect significantly relaxes the evaporation constraints. For a benchmark of the MB strength parameter $$k=1$$, a new PBH mass window opens at around $$10^6$$--$$10^8$$ g, where regular PBHs can compose all dark matter without violating the Big Bang nucleosynthesis bounds.
Если бы чёрную дыру массой в миллион тонн сжали до размеров атомного ядра, её плотность превысила бы плотность нейтронной звезды в триллионы раз.
В романе «Гиперион» Дэна Симмонса есть «гробницы времени», окружённые антиэнтропийными полями — чем-то похожими на эффект памяти, замедляющий исчезновение.