Современная физика сталкивается с рядом нерешённых вопросов, среди которых одной из наиболее интригующих загадок является природа тёмной материи. Недавнее научное исследование предложило неожиданное объяснение этой проблемы, связывая её с квантовыми свойствами чёрных дыр.
По классической теории, маленькие чёрные дыры должны испаряться за счёт излучения Хокинга — квантового явления, при котором виртуальные частицы на горизонте событий становятся реальными. Одна из них поглощается чёрной дырой, а вторая уносит часть энергии, способствуя уменьшению массы объекта.
Однако открытие эффекта квантовой памяти может изменить наше восприятие эволюции чёрных дыр. Согласно новой концепции, после утраты чёрной дырой половины её первоначальной массы, её испарение прекращается. Это объясняется тем, что сложная информационная структура внутри чёрной дыры оказывается более энергетически выгодной, чем состояние частиц снаружи.
Данное открытие имеет серьёзное значение для понимания первичных чёрных дыр — гипотетических объектов, образовавшихся в ранней эпохе Вселенной. В отличие от обычных чёрных дыр, которые возникают в результате звёздного коллапса, первичные чёрные дыры могут обладать массой от нескольких граммов до сотен тысяч масс Солнца.
Учёные полагают, что именно первичные чёрные дыры могут составлять тёмную материю — субстанцию, которая не взаимодействует с электромагнитным излучением, но оказывает влияние на структуру Вселенной посредством гравитационных взаимодействий. Эта гипотеза также объясняет, почему многочисленные эксперименты по поиску тёмной материи не принесли результата.
Проверка данной теории станет возможной благодаря детекторам гравитационных волн нового поколения, таким как LISA, BBO и ET. Если первичные чёрные дыры действительно возникли в ранней Вселенной, процесс их формирования должен был создать характерный спектр гравитационных волн с пиком частот в диапазоне 0,01–1 Гц и амплитудой порядка 10⁻²³.
Обнаружение предсказанного спектра гравитационных волн послужит серьёзным подтверждением существования эффекта квантовой памяти и подкрепит гипотезу о том, что первичные чёрные дыры являются частью тёмной материи.
Источник: iXBT
