Погоня за призраками космоса: как гравитационные волны могут помочь в поисках первичных черных дыр

Загадка темной материи, невидимой субстанции, составляющей значительную часть Вселенной, продолжает волновать ученых. Среди множества гипотез о ее природе особое место занимают первичные черные дыры — объекты, возможно, возникшие вскоре после Большого взрыва.

Представьте себе: крошечные черные дыры, размером не больше атома, несущиеся сквозь пространство со скоростью, близкой к скорости света. Их существование предсказано теоретически, но до сих пор не подтверждено наблюдениями. Однако, возможно, ключ к разгадке этой тайны скрывается в гравитационных волнах — «ряби» пространства-времени, возникающей при взаимодействии массивных объектов.

В 2015 году гравитационно-волновая обсерватория LIGO впервые зарегистрировала гравитационные волны, порожденные столкновением двух черных дыр звездной массы. Это открытие стало сенсацией и отметило начало новой эры в астрономии.

Но что, если гравитационные волны могут рассказать нам не только о слияниях черных дыр, но и о движении первичных черных дыр, проносящихся сквозь нашу Солнечную систему?

Астрофизик из Гарварда Ави Леб предложил использовать детекторы гравитационных волн, такие как LIGO, Virgo и KAGRA, для поиска сигналов от первичных черных дыр, движущихся с околосветовой скоростью.

Согласно расчетам Леба, современные детекторы способны зафиксировать гравитационные волны от объекта массой около 100 мегатонн (сравнимо с небольшим астероидом), движущегося с околосветовой скоростью и проходящего на расстоянии, не превышающем половину диаметра Земли.

Конечно, если бы такой массивный объект действительно столнулся с нашей планетой, последствия были бы катастрофическими. Однако, первичные черные дыры, в силу своей крошечности, могли бы пройти сквозь Землю, не оставив видимых следов.

На сегодняшний день детекторы гравитационных волн не зарегистрировали сигналов, которые можно было бы однозначно интерпретировать как проявление первичных черных дыр.

Это неудивительно, учитывая ограниченные возможности существующих детекторов. Они «видят» лишь небольшой участок пространства вокруг Земли и не способны зафиксировать сигналы от медленно движущихся объектов.

Однако, будущие детекторы гравитационных волн, такие как космическая обсерватория LISA, планируемая к запуску в следующем десятилетии, будут обладать значительно большей чувствительностью.

Возможно, именно они помогут нам наконец открыть тайну первичных черных дыр и пролить свет на природу темной материи. Ведь в поисках ответов на фундаментальные вопросы Вселенной важен каждый, даже самый маловероятный путь.