Всесвіт може бути більшим, ніж ми думаємо: фізики натякнули на прихований вимір

Нова теоретична робота фізиків припускає, що найдавніші чорні діри можуть приховувати доказ існування ще одного, невидимого людському оку виміру простору. Деякі первісні чорні діри могли прожити майже стільки ж, скільки існує сам Всесвіт. 

Що, як поряд зі звичними трьома просторовими вимірами існує ще один, настільки крихітний, що його неможливо побачити? Нове дослідження фізиків-теоретиків припускає саме таку можливість і пропонує шукати докази у наймасштабнішому об'єкті космосу - чорних дірах, що виникли одразу після Великого вибуху. Висновки команди вчених виглядають справді незвично.

Як пише видання PortalTele, йдеться про гіпотетичні об'єкти під назвою первісні чорні діри - вони могли сформуватися не після загибелі зірок, а ще в найперші миті існування Всесвіту. Науковці досі не мають прямих доказів їхнього існування, однак певні моделі допускають, що саме такі чорні діри можуть бути частиною загадкової темної матерії.

Команда під керівництвом фізика Луїса Анчордоґі з Lehman College дослідила, як первісні чорні діри поводилися б у Всесвіті з додатковим, так званим "темним виміром". Результат виявився несподіваним: деякі чорні діри могли б почати існування як звичайні чотиривимірні об'єкти, а згодом стати нестабільними і перейти у стан, де їх правильніше описувати як п'ятивимірні.

У звичній фізичній картині світу існують три просторові виміри та час. Але окремі теоретичні моделі допускають присутність додаткового, п'ятого просторового виміру. За розрахунками, він міг би мати розмір приблизно в один мікрон і залишатися практично недоступним для прямого спостереження. Звичайна матерія та відомі сили природи, згідно з цією моделлю, лишаються у звичних чотирьох вимірах, тоді як гравітація здатна просочуватися і в додатковий, схований простір.

Для величезних космічних об'єктів на кшталт зірок чи галактик така різниця залишалася б практично непомітною. Але щойно йдеться про крихітні об'єкти, ситуація кардинально змінюється. Якщо розмір горизонту подій чорної діри стає меншим за масштаб прихованого виміру, її гравітація здатна поширитися і туди - а отже, геометрія такого об'єкта стає по-справжньому п'ятивимірною.

Дослідники зосередилися на кількох можливих механізмах народження таких об'єктів у ранньому Всесвіті - бурхливих фазових переходах під час охолодження юного космосу та колапсі гіпотетичних космічних струн. Виявилося, що незалежно від обраного сценарію, результат виходив однаковим: усі отримані чорні діри зрештою опинялися у п'ятому вимірі. Окремі з них, що виникли саме з космічних струн, могли бути п'ятивимірними буквально від першої миті свого існування.

Ще одна інтригуюча деталь стосується тривалості життя таких об'єктів. Додатковий вимір здатен впливати на швидкість, з якою чорні діри випаровуються через випромінювання Гокінга. Згідно з розрахунками команди, деякі первісні чорні діри потенційно могли існувати майже стільки ж часу, скільки існує сам Всесвіт.

Втім, автори роботи наголошують: поки що це лише математична модель, яка поєднує одну неперевірену гіпотезу з іншою. Ні первісні чорні діри, ні сам темний вимір досі не мають прямого експериментального підтвердження - жоден телескоп не зафіксував подібних об'єктів. Але якщо хоча б одне із цих припущень колись підтвердиться, вчені можуть отримати абсолютно новий інструмент для вивчення перших миттєвостей після Великого вибуху та природи темної матерії, яка досі залишається однією з найбільших загадок космології.

Пошуки відповідей на питання про будову чорних дір тривають у різних напрямках науки, і нещодавно фізики запропонували спосіб розв'язати іншу проблему чорних дір, пов'язану з парадоксом втрати інформації. Це свідчить, що навіть найвідоміші об'єкти космосу й досі приховують безліч таємниць, які науковці тільки починають розгадувати.

ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ:

• Цей космічний вибух порушив усі правила — і тривав у 300 разів довше
• SpaceX успішно вивела корабель Starship на орбіту - це відбулося попри серйозний збій двигуна
• Тьмяна галактика видала свою найбільшу таємницю через слід із зірок