Долгое время в космологии царило убеждение, идущее от Хокинга: в радиационную эпоху первичные чёрные дыры не растут. Всё дело в масштабах: их гравитационный радиус (радиус Шварцшильда) ничтожен — словно булавочная головка среди океана — по сравнению с длиной пробега излучения в раскалённой плазме. Рождённые из квантовых ряби, предсказанных Аланом Гутом в эпоху инфляции, эти семена тьмы выглядели обречёнными статистами — как семена, брошенные на раскалённый бетон, без шанса прорасти. Но свежий анализ вскрывает неожиданный сад: вездесущие и почти неуловимые нейтрино становятся для них живительной влагой.
Ключевой поворот происходит, когда Вселенная остывает настолько, что длина свободного пробега нейтрино λν начинает превышать шварцшильдовский радиус $r_s$ чёрной дыры. В этот момент нейтрино перестают пронзать дыру насквозь — они захватываются её гравитацией. Авторы вводят плавную весовую функцию W = exp(-κ $r_s$/λν), описывающую этот переход, и вычисляют эволюцию массы. Для дыр с начальными массами от 10³ до 10⁵ солнечных наступает настоящее пиршество: они увеличивают свою массу в сотни раз, деформируя изначальный спектр.
Этот рост имеет далеко идущие последствия. Во-первых, он увеличивает долю тёмной материи, заключённой в ПЧД, примерно на 13%, что заметно для будущих обзоров. Во-вторых, в спектре масс возникает дополнительный пик в области «сладкого пятна», а пик, связанный с электрон-позитронной аннигиляцией, смещается в сторону больших масс. Искажённый профиль теперь можно использовать как зонд физики ранней Вселенной: он чувствителен к уравнению состояния в эпоху КХД-перехода и даже к тонким эффектам лептонных асимметрий.
Наконец, работа связывает микро- и макрокосмос: слабое взаимодействие нейтрино, описанное Стандартной моделью, напрямую влияет на формирование крупномасштабной структуры. Возможно, загадочные «маленькие красные точки», которые видит Джеймс Уэбб на заре расширения Вселенной, — это и есть те самые чёрные дыры, выросшие на нейтринной диете. А будущие детекторы гравитационных волн, подобные LIGO и LISA, смогут уловить слияния этих древних монстров, проверяя гипотезу. Так призрачный ливень превращает космические семена в гигантов, переписывая историю тёмного сектора.
Призрачность нейтрино вошла в легенды: чтобы с вероятностью 50% остановить одно нейтрино, нужна свинцовая стена толщиной в световой год. Но в младенческой Вселенной их рой был так густ, что они становились дрожжами для первичных чёрных дыр, заставляя их пухнуть в сотни раз.
Это напоминает роман «Контакт» Карла Сагана: там чёрные дыры — врата, а в нашей истории они предстают семенами, которые прорастают под призрачным дождём нейтрино. Фантастика становится явью.