Профессор Энрике Гастаньяга из Института космологии и гравитации Портсмутского университета предложил новую интерпретацию загадочных "маленьких красных точек", впервые замеченных космическим телескопом Джеймс Уэбб.
По мнению исследователя, эти объекты, датируемые несколькими сотнями миллионов лет после Большого взрыва, могут оказаться свидетельством существования более древней вселенной, предшествовавшей нашей.
На деле каждая такая "точка" представляет собой колоссальную галактику с количеством звёзд, сопоставимым с современным Млечным Путём. Часть астрономов называют их "разрушителями вселенной", так как само существование столь развитых структур в ранней вселенной заметно усложняет прежние модели формирования планет, звёзд и галактик из первичного космического вещества.
Гастаньяга предполагает, что эти преждевременные галактики служат доказательством иной природы начала вселенной. По его версии, Большой взрыв был ближе к повторяющемуся "Большому отскоку".
"Отскок" – это ключевая идея "Большого отскока", которую Гастаньяга предлагает как альтернативу классической модели Большого взрыва.
Если коротко, то по стандартной модели вселенная возникла из сингулярности – бесконечно плотной точки, с которой начался Большой взрыв и последующее расширение. До этого момента, условно, "ничего не было".
Модель отскока предполагает иную картину – вселенная проходит бесконечный цикл: сначала расширяется, затем начинает сжиматься под действием гравитации, стягиваясь ко всё меньшему объёму. Но вместо того, чтобы сколлапсировать в сингулярность и исчезнуть, она достигает некоего предела плотности и "отскакивает" – то есть переходит от сжатия обратно к расширению. Этот момент перехода и называется отскоком.
В описании для The Conversation учёный отметил, что в такой картине вселенная проходит фазу сжатия, но вместо коллапса в сингулярность совершает "отскок" и начинает новую фазу расширения.
В этом грандиозном цикле, по словам Гастаньяги, болтаются словно космические буи особые объекты, которые он называет "реликтовыми чёрными дырами". Аргументация строится на том, что подобные плотные сгустки материи обладают достаточной устойчивостью, чтобы противостоять стягиванию к эпицентру.
Теоретическую базу обеспечивает принцип запрета Паули, сформулированный физиком Вольфгангом Паули сто лет назад и до сих пор применяющийся при объяснении формирования нейтронных звёзд. Субатомное давление вырожденного нейтронного газа мешает сверхмассивным звёздам определённого типа коллапсировать в ещё более плотные чёрные дыры. Аналогичный механизм, считает учёный, мог бы защищать и реликтовые чёрные дыры от разрушения.
Согласно расчётам Гастаньяги, опубликованным в феврале в журнале Physical Review D, ряд космических объектов способен пережить "отскок" в виде реликтов, если их размер превышает 90 метров. В число таких реликтов могут входить чёрные дыры, гравитационные волны и флуктуации плотности.
Исследователь также допускает альтернативный механизм формирования реликтовых чёрных дыр. Когда крупные рассеянные гало материи и уцелевшие галактики попадают под стягивающую силу очередного сжатия вселенной, эти объекты способны коллапсировать в чёрную дыру, которая затем уже сопротивляется дальнейшему притяжению к точке "отскока".
Если механизмы формирования и сохранения подобных объектов распространены достаточно широко, их должно быть заметно больше, чем тех, что находятся в центре наблюдаемых Джеймс Уэббом "красных точек". Совокупная масса множества одиночных, скрытых или затерянных реликтовых чёрных дыр вполне может отвечать за то гравитационное воздействие, которое физики привыкли приписывать тёмной материи.
Гастаньяга назвал реликтовые чёрные дыры убедительной альтернативой существующим моделям. Если "отскок" порождает их в достаточном количестве, они могут составлять значительную, возможно, доминирующую долю тёмной материи.
Многие астрофизики продолжают надеяться, что тёмная материя окажется фундаментальной частицей, распределённой по вселенной – в числе кандидатов рассматриваются тёмные фотоны, аксионы и слабовзаимодействующие массивные частицы (WIMP).
В отсутствие окончательных доказательств специалисты обращаются и к альтернативным гипотезам, связанным с чёрными дырами. Одна из таких идей – поиск крошечных первичных чёрных дыр, концептуально близких к реликтовым объектам Гастаньяги.
Сам учёный признал, что работы предстоит ещё много, но возможность того, что вселенная не возникла единожды, а совершила "отскок", а тёмные структуры современных галактик остались реликтами эпохи до Большого взрыва, открывает глубокие перспективы для космологии.