Черные дыры, которые есть в космосе, обычно делят на несколько групп по их происхождению: в результате гравитационного коллапса, коллапса центральной части галактики, в ядерных реакциях высоких энергий и в момент после Большого взрыва (что повлекло за собой флуктуации гравитационного поля, материи). Итогом последнего могли бы стать малые первичные черные дыры (ПЧД). Это одна из животрепещущих тем современности в астрономии и космологии, так как эти объекты соответствуют характеристикам темной материей. Первичные черные дыры внутри небесных тел Примечательно, что малые первичные черные дыры все еще не обнаружили. В 1966 году советские ученые Яков Зельдович и Игорь Новиков предсказали их существование. Однако недавно появилась гипотеза о том, где их искать. Физики Де-Чанг Дай из Национального университета Донг Хва (Тайвань) и Центра образования и исследований в области космологии и астрофизики при Университете Вестерн Резерв (США) и Деян Стойкович из Университета штата Нью-Йорк в Буффало расширили теорию научной работы 2023 года, в которой предполагается, что малые ПЧД могут существовать в нейтронных и карликовых звездах и поглощать запасы газа. Согласно новому исследованию 2024 года, малые первичные черные дыры в теории способны находиться внутри планет и астероидов. Попали они туда во время или после формирования объектов, затем смогли поглотить жидкое ядро и в итоге образовать полости. Процесс поглощения мог бы происходить довольно быстро по космическим меркам — в течение недель или месяцев. «Кора останется нетронутой, если материал достаточно прочен, чтобы выдерживать гравитационное напряжение. Таким образом, мы получим полую структуру. Если центральная черная дыра будет выброшена (из-за столкновений с другими объектами), ее плотность будет ниже обычной плотности каменистого объекта с жидким ядром», — рассказали Де-Чанг и Стойкович изданию Universe Today. А вот взаимодействие ПЧД с полностью твердым астероидом без жидкого ядра не приведет к образованию полости. Наиболее вероятный вариант развития их встречи — появление прямого туннеля после прохождения через объект. Это предположение применимо и к Земле. Способы поиска малых первичных черных дыр Физики сделали расчеты гравитационного напряжения, создаваемого малыми первичными черными дырами, и сопоставили его с прочностью на сжатие материалов, из которых состоит кора планеты (силикатные минералы, железо и другие элементы). Также ученые рассмотрели самые крепкие искусственные материалы, такие как многослойные углеродные нанотрубки. «Мы обнаружили, например, что гранит может поддерживать полые структуры радиусом до 1/10 радиуса Земли, — пояснил Стойкович. — Вот почему мы должны сосредоточиться на планетоидах, лунах или астероидах». С помощью вычислений ученые выработали методы для поиска доказательств существования первичных черных дыр как в космосе, так и на Земле. Возможные кандидаты могут быть обнаружены в пределах Солнечной системы путем изучения их массы и радиуса, что позволит оценить их плотность. Это, в свою очередь, поможет выявить потенциально полые объекты для дальнейших исследований с использованием зондов, посадочных модулей и других роботизированных космических миссий. Есть и другой способ: авторы исследования рекомендуют построить датчики для поиска ПЧД путем обнаружения их прохождения. Предположительно, такие черные дыры имеют свойство проходить даже сквозь человеческое тело без каких-либо последствий. По словам Стойковича, если небольшая ПЧД проходит через какой-то твердый материал, остается прямой длинный туннель радиусом с черную дыру. Например, ПЧД массой 1023 г должна оставить туннель радиусом 0,1 микрона. «Энергии, которые могут иметь такие черные дыры, значительны, но энергии, которые они передают материалу, очень малы. Фактически такой объект способен даже пройти через человеческое тело, и мы не заметим этого, потому что ткани тела имеют очень низкое натяжение», — рассказал ученый. Стойкович и Де-Чанг предложили сканировать микротуннели в материалах на Земле (например, старые скалы, стекла или другие твердые структуры) для обнаружения малой первичной черной дыры. Кроме того, подойдут и большие изолированные пластины полированного металла, чтобы мгновенно фиксировать изменения их свойств. Никаких гарантий ученые не дают — в результате действительно можно ничего не найти. Но физики отметили, что подобные эксперименты не будут дорогостоящими, ведь необходимое оборудование уже имеется, а выгода от обнаружения ПЧД будет бесценной.