Космос заложил бомбу замедленного действия: взрывы чёрных дыр могут скоро озарить небосвод

На протяжении десятилетий астрономы считали, что чёрные дыры живут своей скрытой жизнью, постепенно испаряясь и исчезая в течение невероятно долгих времён. Возможность того, что они могут взрываться, воспринималась скорее как красивое математическое предсказание, чем как реальный сценарий. Но новая работа физиков из Массачусетского университета в Амхерсте даёт повод задуматься: подобное событие может произойти на наших глазах уже в ближайшие годы.

Фото: https://commons.wikimedia.org by NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Чёрная дыра

Теория, которой полвека

В 1970-е годы Стивен Хокинг выдвинул идею, что чёрные дыры не вечны. За счёт квантовых эффектов они должны излучать частицы — процесс, получивший название "излучение Хокинга". Чем меньше масса чёрной дыры, тем быстрее она теряет энергию. В итоге это приводит к финальной вспышке, которая выглядит как взрыв.

Долгое время считалось, что такие события крайне редки: одно на сотни тысяч лет. Шанс застать момент взрыва казался ничтожным.

Первичные чёрные дыры

Сценарий новой работы касается особого типа — первичных чёрных дыр. В отличие от "обычных", появившихся после гибели массивных звёзд, они могли образоваться в первые мгновения после Большого взрыва. Такие объекты гораздо легче и горячее, что ускоряет их испарение.

Если первичная чёрная дыра достаточно мала, процесс сжатия и нагрева становится неконтролируемым. Конечный этап — короткая, но яркая вспышка частиц и фотонов. Именно её современные телескопы могут заметить.

Неожиданный поворот

Ключевая идея исследователей из Амхерста состоит в том, что первичные чёрные дыры могут обладать крошечным электрическим зарядом. Для объяснения этого они использовали модель "тёмной квантовой электродинамики", где фигурирует гипотетическая тяжёлая частица — тёмный электрон.

Даже небольшой заряд может замедлить испарение и отсрочить финал. Это значит, что во Вселенной сегодня больше чёрных дыр, готовых взорваться.

"Мы не утверждаем, что это неизбежно, но вероятность того, что это произойдёт в ближайшие десять лет, может достигать 90 %", — сказал исследователь Бейкер.

Подготовка к наблюдениям

Если вспышка произойдёт, её смогут уловить существующие инструменты:

• космические гамма- и рентгеновские телескопы,

• широкоугольные оптические камеры, сканирующие небо,

• радиотелескопы, фиксирующие мимолётные сигналы.

Учёные предлагают выстроить сеть быстрого реагирования: согласованные триггеры, автоматическое переключение между диапазонами, мгновенные сверки сигналов. Это позволит превратить одиночный "всплеск" в надёжное подтверждение.

Что изменится после открытия

Обнаружение такой вспышки стало бы революцией. Это:

• подтвердило бы излучение Хокинга,

• дало прямое доказательство существования первичных чёрных дыр,

• показало, что ранняя Вселенная могла порождать объекты без участия звёзд.

Самое ценное — анализ частиц из финального выброса. Они содержат информацию обо всех видах материи, взаимодействующих с гравитацией: от знакомых кварков до гипотетических частиц тёмной материи.

Сравнение типов чёрных дыр

Мифы и правда

• Миф: чёрные дыры вечны.
  Правда: они испаряются через излучение Хокинга.

• Миф: взрывы чёрных дыр невозможны.
  Правда: для первичных чёрных дыр это естественный финал.

• Миф: для открытия нужны новые инструменты.
  Правда: современные телескопы уже способны это заметить.

FAQ

Как найти взрыв чёрной дыры?
Через комбинацию гамма-, рентгеновских, оптических и радионаблюдений.

Сколько стоит программа поиска?
Бюджет зависит от координации, а не от создания новых приборов — в основном это расходы на обработку данных.

Что даст открытие?
Прямое подтверждение излучения Хокинга и уникальную информацию о составе Вселенной.

Исторический контекст

1970-е — Хокинг формулирует идею испарения.
1990-е — проводятся эксперименты с имитацией чёрных дыр в лаборатории.
2020-е — астрономы выдвигают прогноз о наблюдаемом взрыве в ближайшее десятилетие.

Интересные факты

А что если…

Что если взрыв будет настолько ярким, что его заметят даже любительские телескопы? Это может превратить открытие в событие масштаба появления кометы Галлея, доступное широкой публике.