В какую вселенную сбежали черные дыры

Гравитационная линза черной дыры (показано искривление света)

Вслед за Big Bang началась так называемая фаза инфляции (резкого расширения) пространства-времени. Возникла кварк-глюонная плазма из кварков и «склеивающих» их глюонов (от glue – клей). После остывания разные комбинации кварков дали протоны и нейтроны, которые стали присоединять электроны, формируя атомы водорода, а затем и гелия. Сгустки водородной массы со временем настолько увеличили свою массу, что ее гравитация преодолела взаимное отталкивание атомов водорода, которые стали «сливаться» друг с другом. Начались термоядерные реакции в звездах. Первые звезды дали начало скоплениям-галактикам, в центре которых образовывались примордиальные черные дыры (ПЧД). Они могли покидать нашу Вселенную, оставляя после себя темную материю.

Изучением ПЧД занимаются, в частности, сотрудники Института физики и математики Вселенной. Уникальный восьмиметровый телескоп с гигантской цифровой камерой находится на горе Мауна Кеа на Гавайях. Полагают, что ПЧД отпочковывались от формирующегося материального мира, давая начало темной материи и темной энергии. Их доля может достигать 85% массы наблюдаемой Вселенной и объяснять ускоряющееся расширение нашего мира (Expansion with Acceleration).

На роль носителей свойств темной материи было предложено много кандидатов. Наиболее часто упоминается гипотетическая частица аксион. Ввести ее предложили еще в 1977 году, а назвали – по марке чистящего порошка, поскольку с ее помощью предлагалось «очистить» квантовую теорию от присущих ей проблем. Астрономы Института физики и математики Вселенной полагают, что их телескоп может одновременно наблюдать до 100 млн звезд и галактик с черными дырами в их центрах. Это позволяет фиксировать эйнштейновские гравитационные линзы. Они возникают в результате искривления лучей света вблизи тех же черных дыр. В настоящее время телескоп направлен на туманность Андромеды, где много галактик и супермассивных черных дыр, наблюдения за которыми могут помочь в отыскании аксионов темной материи.

Результат работы телескопа LAMOST – звезды вокруг черной дыры.  Иллюстрации Physorg

Китайские астрономы с помощью телескопа LAMOST (Large sky Area Multi-Object fiber Spectroscopic Telescope) наблюдают за звездами, перемещающимися со скоростью 500 км/сек. Первые такие звезды были открыты только в 2005 году, и они настолько быстры, что могут покидать пределы Млечного Пути. В одном поле зрения телескоп «ухватывает» в 3D-формате сразу более 4 тыс. объектов, что немыслимо для человеческого глаза. Из 591 высокоскоростной звезды по крайней мере 43 могут уйти за пределы галактики с вероятностью выше 50%. К данным LAMOST добавляется также база наблюдений европейского орбитального телескопа Gaia, также заметившего гало поверх и ниже плоскости Млечного Пути, о котором оптическая астрономия и не подозревала.