Земну кулю можуть пронизувати крихітні чорні діри, залишаючи мікроскопічні тунелі.

Крихітні чорні діри, створені на початку Всесвіту, можуть ховатися в порожнистих планетах, скелях і стародавніх будівлях на Землі

Чорні діри виникають внаслідок колапсу масивних зірок після того, як ті вичерпують своє паливо, створюючи області простору-часу, звідки не може вирватися навіть світло. Втім, нові дослідження припускають, що хаос раннього Всесвіту міг породжувати чорні діри значно менші за відомі, так звані примордіальні чорні діри (ПЧД). Ці крихітні, але надзвичайно щільні об'єкти можуть не тільки допомогти пояснити таємницю темної матерії, але й, на думку дослідників, могли залишити видимі сліди тут, на Землі.

За підрахунками, темна матерія становить 85% маси Всесвіту, хоча вона залишається невидимою і не виявляється звичайними засобами. Нова захоплива теорія припускає, що ПЧД, які утворилися в перші моменти після Великого вибуху, можуть бути цією невловимою темною матерією. Попри десятиліття досліджень, жоден з цих об'єктів ніколи не був виявлений.

Дослідження, проведене Університетом Буффало та його співробітниками, пропонує інноваційні стратегії для виявлення цих чорних дір, починаючи від доказів у порожнистих планетоїдах в космосі й закінчуючи мікроскопічними тунелями в земних матеріалах. Гіпотеза припускає, що ПЧД, яка опинилася замкненою всередині планети, місяця або астероїда з рідким ядром, може поглинути це ядро, залишивши після себе порожнисту структуру. Або ж, проходячи крізь твердий матеріал, ПЧД може залишити тунель, який можна спостерігати під мікроскопом.

Якщо ПЧД опиняється замкненою в небесному тілі з рідким ядром (наприклад, у планеті), вона може поглинути ядро, яке є щільнішим за зовнішню тверду оболонку. Це може призвести до утворення порожнистого планетоїда. Проте, згідно з розрахунками дослідників, такі структури не можуть перевищувати одну десяту радіуса Землі, не зруйнувавшись під власною вагою. Це обмеження свідчить про те, що такі об'єкти були би поширеніші в астероїдах або малих супутниках, ніж на цілих планетах.

Виявити ці порожнисті тіла можна, проаналізувавши їхню густину і масу за допомогою орбітальних спостережень. Якщо обчислена густина незвично низька для розміру об'єкта, це може вказувати на існування порожнистого ядра.

ПЧД також можуть залишати сліди в земних матеріалах. Наприклад, якщо PBH проходить крізь камінь або метал, його неймовірна щільність може пробити крихітний, але помітний тунель. Згідно з дослідженням, PBH з масою 10²² грами (2‰ маси Землі) залишив би тунель завширшки лише 0,1 мікрона.

Хоча ймовірність того, що ПЧД пройшов крізь земну породу за мільярд років, надзвичайно низька – близько 0,000001, вчені вважають, що пошук стародавніх матеріалів, таких як мільярдолітні скелі або історичні будівлі, є малозатратною справою з величезним потенціалом для відкриттів.

Хоч як би вражаюче це звучало, проходження PBH крізь людську тканину не завдасть значної шкоди. Їхня висока швидкість і слабка взаємодія зі звичайними речовинами означає, що замість того, щоб розривати тканину, вони просто пройдуть крізь неї непоміченими.

Дослідження підкреслює необхідність нових теоретичних підходів для розв'язання невирішених проблем сучасної фізики, в тому числі темної матерії. Сучасні концепції, такі як загальна теорія відносності та квантова механіка, будучи свого часу революційними, вже досягли ста років. За словами співавтора дослідження Деяна Стойковича, найрозумніші люди на планеті працюють над цими проблемами вже 80 років і досі не розв'язали їх. Нам не потрібне пряме розширення наявних моделей. Нам, ймовірно, потрібні абсолютно нові підходи.