Ученые разработали оригинальный метод для исследования основ пространства и времени, используя так называемые «обломки черных дыр». По их расчетам, эти крошечные объекты могут возникать в результате столкновений массивных черных дыр и излучать сигналы, которые уже могут быть зафиксированы современными астрономическими инструментами.
Эта концепция основывается на предсказании Стивена Хокинга, сделанном в 1970-х годах: согласно ему, черные дыры не являются полностью «черными». Квантовые эффекты, возникающие на горизонте событий, вызывают излучение — так называемое излучение Хокинга. Для массивных черных дыр этот процесс очень слабый и практически неуловимый, однако температура крошечных объектов оказывается значительно выше, и они испаряются гораздо быстрее, выделяя мощные потоки частиц, включая гамма-лучи и нейтрино.
«Обломки черных дыр — это гипотетические микрочерные дыры, которые могут формироваться при слиянии двух астрофизических черных дыр», — поясняет Джакомо Каччапалья из Французского национального центра научных исследований (CNRS). — «Они в миллионы раз меньше своих “родительских” объектов, но именно поэтому гораздо горячее, и излучение от них значительно интенсивнее».
По мнению исследователей, масса этих черных дыр может быть сопоставима с массой астероида, а срок их существования варьируется от миллисекунд до нескольких лет, в зависимости от размера. Излучение этих объектов должно иметь особую «подпись» — короткие, но яркие всплески гамма-лучей, которые распространяются во все стороны, что отличает их от обычных гамма-всплесков, направленных узким пучком.
Эту гипотезу можно проверить уже сейчас. По словам Франческо Саннино из Университета Южной Дании, современные гамма-обсерватории — от наземных комплексов HESS в Намибии и HAWC в Мексике до космического телескопа Fermi — обладают достаточной чувствительностью для обнаружения подобных событий. Астрофизики даже проанализировали архивные данные HESS и HAWC и смогли впервые установить верхние пределы возможной массы «обломков», возникающих в реальных слияниях черных дыр.
Если будет подтверждено существование таких объектов, это откроет возможности для изучения квантовой природы гравитации и самой структуры пространства-времени. «Анализ излучения Хокинга может выявить отклонения от Стандартной модели и указать на существование новых частиц или дополнительных измерений», — подчеркивает Саннино.
Добиться таких энергий в лабораторных условиях невозможно, даже крупнейшие ускорители частиц, такие как Большой адронный коллайдер, не помогут. Однако природа, возможно, уже проводит эти «эксперименты» за нас, а задача ученых — научиться их фиксировать. Как отмечает Стефан Хохенеггер из Института физики двух бесконечностей в Лионе, дальнейшие исследования будут сосредоточены на уточнении моделей формирования «обломков» и совместном поиске их следов в накопленных и предстоящих наблюдениях.
Фото: hi-tech.mail.ru