Черните дупки отпреди Големия взрив все още може да съществуват като "космически фосили"

Ново изследване показва, че някои черни дупки са се образували преди Големия взрив и са оцелели след космически "Голям отскок" (Big Bounce) по аналогия на "Големият взрив" (Big Bang) – квантов преход между две обърнати във времето фази на космическата еволюция.

Проучването на професор Енрике Гастаняга (Enrique Gaztañaga) от Университета в Портсмут и Института за космически науки в Барселона потенциално обяснява тъмната материя, гравитационните вълни и ранния растеж на свръхмасивни черни дупки и галактики.

Гастаняга предлага нов механизъм на тъмната материя, при който реликтовите черни дупки произхождат от фаза на колапс преди Големия отскок.

"В продължение на почти век космолозите проследяват историята на Вселената до един-единствен драматичен момент, известен като Големия взрив", посочва авторът проф. Гастаняга.

"В стандартната картина пространството и времето са възникнали от изключително горещо, плътно състояние преди около 13,8 милиарда години, последвани от милиарди години космическо разширяване и образуване на галактики."

"Този ​​модел е изключително успешен. Той обяснява космическия микровълнов фон (CMB) – слабото лъчение, останало от ранната Вселена – и точно предсказва как галактиките са разпределени на огромни космически разстояния."

"Но някои от най-дълбоките загадки във физиката остават неразрешени. Все още не знаем какво е предизвикало Големия взрив, защо Вселената е започнала в такова специално състояние, какво е причинило краткия изблик на бързо разширяване, известен като инфлация, или какво представлява невидимата тъмна материя, която превъзхожда обикновената материя с около пет към едно."

"Нашето изследване изследва възможност, която би могла да свърже няколко от тези загадки: Вселената може изобщо да не е започнала с единичен взрив, а вместо това да е възникнала от космически отскок, имитиращ инфлация, като някои от най-старите обекти във Вселената потенциално са оцелели като реликви отпреди него."

Някои черни дупки биха могли да се образуват по време на по-ранната космическа фаза и да оцелеят след отскока, оставяйки след себе си реликтни обекти, които все още могат да влияят на структурата на галактиките милиарди години по-късно.

Други биха могли да се образуват скоро след отскока от усилени флуктуации на плътността, където материята в ранната Вселена е била неравномерно разпределена в по-силни, по-изразени струпвания от обикновено.

Тези подобрени струпвания на материя биха колапсирали по-лесно под собствената си гравитация, което би увеличило вероятността големи космически структури – и черни дупки – да се образуват рано.

В Общата теорията на относителността на Айнщайн, Големият взрив съответства на сингулярност - точка, в която плътността става безкрайна и известните закони на физиката се разпадат.

Много физици интерпретират това като знак, че настоящото ни описание на най-ранните моменти от Вселената е непълно.

Една алтернативна идея е космологията на "Големия отскок", в която нашата Вселена произхожда от много голям облак, който първо се свива, а след това се отскача и разширява.

Вместо да се свие в безкрайна сингулярност, Вселената достига много висока, но крайна плътност, преди да обърне трансформацията си.

"Сингуларностите често сигнализират, че нашето теоретично описание е достигнало своите граници", отбелязва професор Гастаняга. "Отскокът осигурява начин Вселената да премине от свиване към разширяване, без да е необходима нова екзотична физика."

Учените предполагат, че отскокът може да възникне естествено от квантовата физика. При изключително високи плътности квантовите ефекти създават мощно налягане, което предотвратява компресирането на материята за неопределено време – феномен, който вече стабилизира плътни обекти като бели джуджета и неутронни звезди и възпроизвежда фазата на инфлационно разширение.

В новия модел подобен ефект може да се наблюдава в космически мащаби. Със свиването на Вселената, това квантово налягане би могло да спре колапса и да предизвика връщане към разширяване.

Това отскачане би могло да обясни и две от най-големите мистерии в космологията.

Първо, това може да обясни защо ранната Вселена се е разширявала толкова бързо и равномерно във всички посоки.

Второ, това би могло да хвърли светлина върху това защо Вселената изглежда ускорява разширяването си днес, ефект, който в момента се приписва на слабо разбраната сила, наречена тъмна енергия.

Това кара и други космолози да спекулират, че Вселената е започнала с т.нар. "Голям отскок" . Вместо всичко да се е появило в един момент, Големият отскок е бил резултат от това, че предишната, свиваща се вселена е започнала да се разширява отново. Това е своеобразен Голям взрив, но без сингулярност, тъй като Вселената винаги има крайна плътност. Сценарият на Големия взрив е съвместим с някои опити за обединяване на законите на физиката, като например някои модели на квантовата космология, квантовата гравитация и някои алтернативни теории на гравитацията. Ако нашата Вселена е произлязла от отскок, тя може и да завърши с такъв. Този вид повтарящи се отскоци, при които Вселената преминава през периоди на разширяване и свиване, се нарича циклична Вселена. Той се прилага само ако Вселената е обречена на повтарящ се колапс, а това от своя страна зависи от естеството на тъмната енергия - загадъчната сила, която кара Вселената да се разпада все по-бързо и по-бързо. Въпреки това, ако открием доказателства за тези модели на отскачане и циклично свиване, това би имало огромни последици, както за начина, по който е започнала Вселената, така и за това как може да приключи.

Едно поразително заключение е, че някои структури, образувани по време на фазата на колапс, може да са оцелели след отскока.

Новите изчисления показват, че компактни обекти с размер, по-голям от приблизително 90 м, биха могли да преминат през прехода и да се появят отново в разширяващата се Вселена като фосили от предишната фаза.

Възможните реликви включват гравитационни вълни, колебания на плътността и древни черни дупки.

Тези реликтни черни дупки биха могли да помогнат за обяснението на тъмната материя, невидимото вещество, което оформя галактиките, и мащабната структура на Вселената.

Ако по време на отскока се образуват големи количества, те биха могли да съставляват значителна част - потенциално дори цялата - от тъмната материя.

Идеята може също да помогне за обяснение на скорошни открития от космическия телескоп "Джеймс Уеб" на неочаквано масивни обекти в ранната Вселена, понякога наричани малки червени точки.

Много астрономи подозират, че тези източници са свързани с бързо растящи черни дупки, появили се изненадващо скоро след Големия взрив.

"Ако масивни черни дупки вече са съществували веднага след отскока, ранната Вселена нямаше да е необходимо да започва от нулата при изграждането на първите галактики", обяснява професор Гастаняга.

Теорията прави и прогнози, които биха могли да бъдат проверени с бъдещи наблюдения.

Учените биха могли да търсят реликтови гравитационни вълни от предишна космическа фаза или фини модели в реликтовото фоново излъчване, запазили следи от Вселената преди Големия взрив.

"Предстои много работа, за да се проверят тези идеи", коментира професор Гастаняга. "Но ако Вселената наистина е претърпяла отскок, тъмните структури, оформящи галактиките днес, биха могли да бъдат останки от космическа епоха, предшестваща Големия взрив."

Справка: Enrique Gaztañaga. 2026. Cosmological bounce relics: Black holes, gravitational waves, and dark matter. Phys. Rev. D 113, 043544; doi: 10.1103/pr4p-6m49

Източник: Black Holes from Before Big Bang Could Still Exist Today as ‘Cosmic Fossils’, Sci.News

Още по темата

19/01/2026

Физика

Мостовете на Айнщайн-Розен не са червееви дупки, а квантови противоположни посоки на времето

25/08/2025

Космос

Суперкомпютър тества всички теории за началото на Вселената. Някои отпадат

04/08/2025

Космос

Две алтернативни теории за Големия взрив се появяват внезапно в рамките на една седмица

03/04/2023

Космос

Търсим черни дупки, по-стари от самата Вселена