4021
Фізики запропонували модель, у якій гіпотетичні первинні чорні діри можуть мати п’ятимірну геометрію й частково взаємодіяти з додатковим просторовим виміром, недоступним звичайній матерії. Ідея не є доказом існування «іншого світу», але дає новий математичний спосіб пов’язати темну матерію, чорні діри та теорії додаткових вимірів.
У повсякденній фізиці ми маємо три просторові виміри та час. Проте деякі моделі квантової гравітації припускають, що простір може мати додаткові компактні виміри, які настільки малі або приховані, що безпосередньо їх побачити неможливо.
Одна з таких ідей описує наш видимий Всесвіт як чотиривимірну «брану», занурену в ширший багатовимірний простір. Звичайні частинки залишаються прив’язаними до цієї брани, але гравітація потенційно може проникати за її межі.
Саме тут у модель входять первинні чорні діри. На відміну від звичайних чорних дір, що виникають після колапсу зір, ці гіпотетичні об’єкти могли сформуватися в перші миті після Великого вибуху з надщільних флуктуацій раннього Всесвіту.
Якщо така чорна діра досить мала, її гравітаційне поле може відчувати додатковий вимір сильніше, ніж великі астрофізичні об’єкти. У такому випадку її геометрія вже не повністю описується стандартною чотиривимірною теорією.
Це змінює властивості горизонту подій, температуру та швидкість випаровування через випромінювання Гокінга. Саме тривалість життя є важливою, якщо первинні чорні діри розглядають як кандидатів на роль темної матерії.
У стандартній моделі надто малі чорні діри мали б давно випаруватися. Додатковий вимір потенційно може змінити цей висновок і дозволити деяким об’єктам існувати значно довше.
Такі чорні діри іноді образно називають «вікнами» в темний вимір, але це не означає портал, через який можна подорожувати. Йдеться лише про те, що їхня гравітація математично поширюється в область простору, недоступну звичайній матерії.
Модель можна перевіряти непрямо. Вона передбачає певні діапазони мас і властивостей первинних чорних дір, які можна шукати за мікролінзуванням, гравітаційними хвилями або високоенергетичним випромінюванням.
Поки що первинні чорні діри не виявлені, а додаткові виміри залишаються теоретичною можливістю. Але саме такі моделі корисні тим, що перетворюють абстрактні ідеї на конкретні прогнози, які можна порівнювати з даними спостережень.
