У Вселенной была тайная жизнь до Большого взрыва, намекает новое исследование
Большой взрыв, возможно, не был началом Вселенной, согласно теории космологии, которая предполагает, что Вселенная может «отскакивать» между фазами сжатия и расширения. Если эта теория верна, то она может иметь глубокие последствия для природы космоса, включая два его самых загадочных компонента: черные дыры и темную материю.
Имея это в виду, недавнее исследование предполагает, что темная материя может состоять из черных дыр, образовавшихся во время перехода от последнего сжатия Вселенной к текущей фазе расширения, что произошло до Большого взрыва. Если эта гипотеза верна, гравитационные волны, генерируемые в процессе образования черных дыр, могут быть обнаружены будущими обсерваториями гравитационных волн, что даст способ подтвердить этот сценарий генерации темной материи.
Наблюдения за движением звезд в галактиках и космическим микроволновым фоном — послесвечением Большого взрыва — показывают, что около 80% всей материи во Вселенной составляет темная материя, вещество, которое не отражает, не поглощает и не излучает свет. Несмотря на ее обилие, ученые еще не определили, из чего состоит темная материя.
В новом исследовании ученые изучили сценарий, в котором темная материя состоит из первичных черных дыр, образовавшихся из флуктуаций плотности, которые произошли во время последней фазы сжатия Вселенной, незадолго до периода расширения, который мы наблюдаем сейчас. Они опубликовали свои выводы в июне в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Отскакивающий космос
Традиционный космологический взгляд на Вселенную предполагает, что она началась из сингулярности, за которой последовал короткий период чрезвычайно быстрого расширения, называемый инфляцией. Однако авторы нового исследования проанализировали более экзотическую теорию, известную как несингулярная космология отскакивающей материи, которая утверждает, что Вселенная сначала прошла через фазу сжатия. Эта фаза закончилась отскоком из-за увеличения плотности материи, что привело к Большому взрыву и ускоренному расширению, которое мы наблюдаем сегодня.
В этой отскакивающей космологии Вселенная сжалась до размера примерно на 50 порядков меньше, чем сегодня. После отскока родились фотоны и другие частицы, ознаменовав Большой взрыв. Вблизи отскока плотность материи была настолько высока, что из квантовых флуктуаций плотности материи образовались маленькие черные дыры, что делает их жизнеспособными кандидатами на роль темной материи.
«Маленькие первичные черные дыры могут быть созданы на самых ранних стадиях существования Вселенной, и если они не слишком малы, их распад из-за излучения Хокинга [гипотетического явления испускания частиц черными дырами из-за квантовых эффектов] будет недостаточно эффективным, чтобы избавиться от них, так что они все еще будут существовать», — сказал в электронном письме Live Science Патрик Петер, директор по исследованиям во Французском национальном центре научных исследований (CNRS), который не принимал участия в исследовании. «Весящие примерно массу астероида, они могли бы внести свой вклад в темную материю или даже полностью решить эту проблему».
Расчеты ученых показывают, что свойства этой модели Вселенной, такие как кривизна пространства и микроволновый фон, соответствуют текущим наблюдениям, поддерживая их гипотезу.
Чтобы дополнительно проверить свои предсказания, исследователи надеются использовать обсерватории гравитационных волн следующего поколения. Ученые рассчитали свойства гравитационных волн, производимых во время образования черных дыр в их модели, и обнаружили, что они могут быть обнаружены будущими гравитационными обсерваториями, такими как Лазерный интерферометр космической антенны (LISA) и телескоп Эйнштейна. Эти обнаружения могли бы подтвердить, действительно ли первичные черные дыры являются темной материей; однако, может пройти более десяти лет, прежде чем какое-либо из этих устройств увидит первый свет.
«Эта работа важна в том смысле, что она предоставляет естественный способ формирования маленьких, но все еще существующих черных дыр, образующих темную материю, в рамках, которые не являются обычными, основанными на инфляции», — сказал Петер. «Другие работы в настоящее время исследуют поведение таких крошечных черных дыр вокруг звезд, что потенциально может привести к способу их обнаружения в будущем».
Магнитный апокалипсис близко? Артефакты древних цивилизаций раскрывают шокирующую правду
Сообщение У Вселенной была тайная жизнь до Большого взрыва, намекает новое исследование появились сначала на DGL.RU - Цифровой мир: новости, тесты, обзоры телефонов, планшетов, ноутбуков.