Черные дыры — не особенно компактные объекты. Даже самые мелкие из них обладают колоссальной массой, превышающей массу Солнца в разы. Однако астрономы начали шептаться о новом тяжеловесе: SLABs (Stupendously Large Black Holes), или «невероятно крупные черные дыры». Мы говорим об объектах, масса которых сопоставима с массой целой галактики или даже больше. Они не просто существуют; они угрожают переопределить наше понимание космоса.
Эта идея возникла не на пустом месте. Она проросла из отчаяния. Темная материя составляет 85% всей материи во Вселенной. Мы не можем ее увидеть. Мы едва ли можем ее определить. SLABs? Это потенциальное решение. Годы мы искали ее свет. Изучали гравитационные искривления пространства-времени. Конкретных результатов не было.
И тогда появился Брайан Лаки.
Работающий в Оксфорде в рамках проекта Breakthrough Listen, Лаки проводит дни в поисках инопланетян. Или, точнее, техносигнатур — признаков того, что кто-то там использует радиочастоты или лазеры. Но его путь к открытию SLABs был непрямым. Он начался с размышлений о том, как развитые цивилизации могут обеспечивать энергией свои общества.
Стая Дайсона на стероидах
Вот цепочка логики.
Развитые инопланетяне не будут просто жить на камнях. Они построят сооружения. Вспомните рой Дайсона : скопления коллекторов энергии вокруг звезд. Это классика. Но Лаки задумался: почему ограничиваться одной звездой? Что, если выйти на межзвездный уровень?
Представьте искусственные пылинки, раскинутые по пустоте. Каждая пылинка? Микроскопический компьютер. Суперэффективный. Суперхолодный. Его температура всего на несколько кельвинов выше фонового шума Вселенной.
Эффективность — ключевой фактор. Более низкие температуры позволяют осуществлять более быстрые и чистые вычисления с меньшими потерями энергии. Но зачем довольствоваться звездным светом, когда есть нечто лучшее?
Черная дыра.
Конкретно та, которая имеет массу в квадриллион раз больше солнечной. Используйте ее экстремальную холодность в качестве радиатора. Припаркуйте свой флот наноконтейнеров в пространстве вокруг этого гиганта. Используйте саму черную дыру как космическую холодильную установку. Или переверните сценарий: используйте разницу температур между космическим микроволновым фоном (CMB) и черной дырой для генерации энергии. Теплоагрегат универсального масштаба.
Звучит безумно? Возможно. Но физика строго этого не запрещает. Если такое чудовище существует, его можно обнаружить. Это был козырь Лаки. Если мы сможем их найти, значит, математика работает. Если их нет… ну, значит, инопланетяне просто хранят энергию где-то в другом месте.
Не новая новость. Просто новые методы.
Лаки не первый, кто мечтает о больших масштабах. Бернард Карр из Университета королевы Марии в Лондоне ввел термин «SLAB». Около 2020 года Карр и его коллеги предположили, что эти объекты могут быть первичными.
Что это означает? Они образовались вскоре после Большого взрыва. Не из сколлапсировавших звезд, а из случайных, массивных флуктуаций плотности в ранней Вселенной. Пятно пространства просто было… тяжелее. Оно коллапсировало. В пустоту. В первичную черную дыру.
Большинство людей предполагали, что у сверхмассивных черных дыр есть жесткий предел. Около 100 миллиардов масс Солнца? Возможно. Почему? Аккреция создает давление. Излучение отталкивает вещество. Это душит рост.
Но это всего лишь предположение. А что, если некоторые первичные флуктуации были настолько дикими? Триллионы масс Солнца. Больше. SLABs не заменяли бы черные дыры, которые мы знаем в центрах галактик. Они находились бы там, в пустоте. Невидимые. Безмолвные. Если только они не поглощают что-то.
Или не отбрасывают тень.
Охота на призрака
Так как же найти темную дыру, плавающую в темном пространстве?
Предыдущие методы искали гравитационные воздействия на галактики или излучение от падающего вещества. Ничего не обнаружено. Вселенная оставалась тихой.
Лаки выбрал путь тени.
Вы видели изображение M87*? Бублик огня вокруг черного центра. Теперь увеличьте масштаб. Представьте черную дыру настолько массивную, что она затмевает галактики. Поставьте ее на фоне CMB — послесвечения Большого взрыва, самого древнего света во Вселенной.
Черная дыра поглощает этот свет.
Она оставляет провал. Холодное пятно. Силуэт на фоне микроволнового шума.
Лаки и его команда просеивали данные чувствительных обзоров CMB. Они искали не очевидные пятна. Они искали тонкие падения температуры. Статистические призраки.
Нашли ли они хоть один?
Нет.
Пока что.
Отсутствие доказательств — это не совсем доказательство отсутствия. Но это ограничивает. Если SLABs существуют с массой, превышающей 100 квадриллионов масс Солнца, в наблюдаемой нами Вселенной их нет. Они редче, чем мы думали. Или, возможно, меньше. Или, возможно, мы просто их не замечаем.
Разрыв в эпоху космического темного времени
Это самая разочаровывающая, но и захватывающая часть.
У нас есть эхо Большого взрыва. CMB. У нас есть первые звезды. У нас есть галактики, сформированные 13,5 миллиарда лет назад. Но что находится между ними? Космическое темное время? Несколько сотен миллионов лет. Огромное. Пустое. Не видимое.
Даже космический телескоп Джеймса Уэбба не может заглянуть достаточно глубоко. Мы упираемся в стену непрозрачности и времени.
SLABs — это зонд. Потенциальный инструмент, чтобы пробить брешь в этом незнании. Если бы мы нашли один, это означало бы, что физика протекала иначе, чем мы моделировали в первые несколько тысяч лет. Это доказало бы, что редкие, хаотичные флуктуации могли породить монстров, которые остаются в вечности.
Это поколебало бы основы космологии.
Реальна ли вселенная? Или это симуляция с несколькими ошибками огромного масштаба? Кэтрин Хейманс пишет о правилах, управляющих нашим существованием, от причудливого квантового царства до пустоты. Меньше важно, во что мы верим сейчас, и больше — что мы еще не искали.
В темную эпоху могут скрываться вещи. Остатки от самого начала. Ждущие того, кто перестанет смотреть на звезды и начнет смотреть в пространство между ними.
Что еще мы упускаем из виду?
