Физики ЛИГО ведут поиск черных дыр эпохи Большого взрыва

Международная группа физиков из коллаборации ЛИГО-Вирго-КАГРА представила наиболее масштабный анализ гипотетических объектов — первичных черных дыр, возникших в первые секунды после Большого взрыва. Исследование основано на результатах этапа наблюдений О4а, в ходе которого было зарегистрировано еще 85 сигналов гравитационных волн. В результате общий каталог наблюдений достиг 161 события. Об этом сообщает Иксбт.ком .

Первичные черные дыры считаются одними из самых необычных кандидатов на роль темной материи. В отличие от обычных черных дыр, образующихся в результате гибели массивных звезд, они могли возникнуть из-за коллапса областей с высокой плотностью материи в ранней Вселенной. Наличие нескольких пиков в распределении масс в обновленном каталоге, которые невозможно объяснить стандартными моделями звездной эволюции, побудило ученых проверить, есть ли среди этих событий первичные объекты.

На начальном этапе анализа результаты выглядели многообещающе: статистическая модель показала коэффициент Байеса на уровне лн Б ≈ 30,5, что является очень сильным аргументом в пользу гипотезы. Однако последующие проверки показали, что этот эффект не столь надежен. Оказалось, что большая часть статистического преимущества была вызвана несколькими необычными событиями в области малых масс, в частности, одним спорным слиянием, которое с высокой вероятностью могло быть нейтронной звездой. После исключения этого события коэффициент упал до лн Б ≈ 1,7.

Итоговый вывод показал, что новые данные не предоставляют убедительных доказательств того, что значительная часть черных дыр имеет первичное происхождение. Тем не менее, этот отрицательный результат позволил установить самые строгие ограничения на распространенность таких объектов. Исследователи определили, что в диапазоне от 0,6 до 100 масс Солнца первичные черные дыры могут составлять лишь сотую или десятитысячную долю темной материи.

Ученые также изучили возможность существования гораздо более легких первичных черных дыр с массой крупных планет (10^-4–10^-3 массы Солнца). Хотя кандидатов пока не найдено, чувствительность современных детекторов позволяет проверять сценарии, в которых такие объекты могут составлять до 20% темной материи. По мере расширения каталога ЛИГО-Вирго-КАГРА изучение процессов ранней Вселенной становится все более точным.