Над вопросом черных дыр и антивещества продолжают ломать голову ученые
Международная группа астрофизиков представила первую в истории фотографию черной дыры. Событие произошло в прошедшую среду, 10 апреля 2019 года. Изображение дыры в центре галактики M87 в созвездии Девы – результат нескольких лет обработки данных, полученных радиотелескопами по всей планете.
Европейским ученым удалось запечатлеть черную дыру – сверхмассивного коллапсара в далекой галактике Messier 87, находящейся в скоплении Девы. Снимок был получен с помощью проекта Event Horizon Telescope (Телескоп горизонта событий – ред.), который запустился в 2012 году. Расстояние до нее – 53 млн световых лет, или более 500 квинтиллионов (500 миллионов триллионов) километров. Чтобы ее сфотографировать, потребовалась сеть из 8 телескопов, расположенных на разных континентах.
Что такое черная дыра и антивещество?
Черная дыра – сверхмассивный астрономический объект, гравитационное притяжение которого столь велико, что его не могут преодолеть даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе и фотоны самого света. Возможность существования черных дыр следует из общей теории относительности Альберта Эйнштейна, эти объекты были впервые теоретически описаны более века назад.
С тех пор получено множество косвенных доказательств того, что черные дыры действительно распространены во Вселенной. Одно из них – произведенная экспериментом LIGO в 2015 году фиксация гравитационных волн, вызванных, как считается, слиянием двух черных дыр. Непосредственно наблюдать черные дыры раньше не удавалось, основные причины – они находятся очень далеко и имеют относительно небольшие размеры.
Антивещество — вещество, состоящее из античастиц, стабильно не образующееся в природе (наблюдательные данные не свидетельствуют об обнаружении антивещества в нашей Галактике и за ее пределами). При взаимодействии вещества и антивещества происходит их аннигиляция, при этом образуются высокоэнергичные фотоны или пары частиц-античастиц.
Ведутся дискуссии о том, состоит ли наблюдаемая часть Вселенной почти исключительно из вещества, и существуют ли другие места, заполненные, наоборот, практически полностью антивеществом. Асимметрия вещества и антивещества во Вселенной — одна из самых больших нерешенных задач физики. Предполагается, что асимметрия возникла в первые доли секунды после Большого Взрыва.
Испарение черных дыр могло нарушить баланс вещества и антивещества, заявили российские ученые
Ученые из Новосибирского государственного университета и Института теоретической и экспериментальной физики Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» рассмотрели новый сценарий эволюции барионной асимметрии Вселенной — ситуации, при которой в ней много больше вещества, чем антивещества.
Авторы рассматривают возможные последствия распада первичных черных дыр для баланса вещества и антивещества в ранней Вселенной. Первичными черными дырами называют до сих не открытые, но постулируемые рядом научных групп объекты, которые имеют массу значительно меньше одной солнечной системы и, как считается, возникли в первую секунду после Большого взрыва.
Такие черные дыры, в случае если они имеют достаточно низкую массу, должны быстро испаряться (крупные черные дыры, напротив, испаряются крайне медленно, зато окружающее вещество поглощают быстро). Исследователи показывают, что если испарение черных дыр произошло в эпоху до остывания Вселенной, когда она была насыщена главным образом излучением, то никакого особого влияния на ее эволюцию такое испарение оказать не могло. Однако, если первичные черные дыры испарились несколько позже, когда пространство-время уже в основном было заполнено веществом, а не излучением, ситуация резко изменяется.
При испарении черных дыр кроме фотонов должны возникать еще электроны и позитроны (антиэлектроны). Электроны и антиэлектроны должны аннигилировать и порождать новые фотоны высоких энергий. В итоге количество фотонов во Вселенной, по расчетам авторов, должно было стать огромным. Настолько, что та временно вернулась бы в состояние, при котором в ней доминирует излучение.
