Вселенную наполняет невидимая тёмная материя. Как капля воды, испаряясь, оставляет кристаллик соли, так и чёрная дыра способна испариться, оставив после себя мельчайший стабильный остаток. Эту идею разработали Стивен Хокинг и Якоб Бекенштейн.
Новое исследование проверило, могли ли такие остатки первичных дыр, родившихся сразу после Большого взрыва, стать тёмной материей. Оказалось, что если лёгких дыр было слишком много, их «соляные крупицы» перепроизводились — космос был бы перенасыщен. Но дыры с массой около тысячи килограммов (как легковой автомобиль) испаряются как раз к нашему времени, попутно нагревая Вселенную, а их остатки точно соответствуют сегодняшней тёмной материи.
Пока эти дыры испарялись, они усиливали случайные колебания плотности, рождая мощный фон гравитационных волн — рябь пространства-времени. Наземные и космические детекторы, в создании которых участвовал Кип Торн, могут уловить это эхо. Если сигнал подтвердится, мы поймём, что тёмная материя — горстка «соли» от древних чёрных дыр.
как её написали авторы, на английском arXiv:2605.28953
The possibility that Dark Matter (DM) is partially or totally constituted by stable Planckian remnants of light Primordial Black Holes (PBHs), suggested for instance by Loop Quantum Gravity (LQG), is investigated. Distinct phenomenological regimes are identified, including scenarios that trigger an early matter-dominated epoch. New constraints are derived on the initial PBH and final remnant abundances. We show that a significant initial abundance of PBHs lighter than $$10^3$$ kg would overproduce Planckian relics, implying that any observational evidence for such PBHs would challenge models with quasi-stable remnants. Conversely, the products of Hawking radiation from PBHs with masses between $$10^3$$ and $$10^{12}$$ kg impose that Planckian relics could only be a highly subdominant DM component. We identify a PBH mass around $$10^3$$ kg for which Hawking evaporation naturally reheats the Universe while the remnants entirely constitute the present-day DM. Such a scenario does not require fine-tuning the initial abundance of PBH of this mass, which could range from $$10^{-10}$$ to order one. These early-Universe cosmologies yield distinct observational signatures: scalar-induced gravitational waves sourced by primordial or Poisson fluctuations that are amplified by the early PBH-dominated era. Current and future observations of LIGO/Virgo/KAGRA, the Einstein Telescope and LISA, as well as probes of the effective number of relativistic degrees of freedom, can be used to probe and constrain the initial PBH abundance and the present-day abundance of Planckian relics.
Первичные чёрные дыры могут весить как гора, а размером быть меньше атома.