РАЗГАДАНА ЛИ ГИПОТЕЗА АНТИМАТЕРИИ, ПЕРВИЧНЫХ ЧЕРНЫХ ДЫР И ТЕМНОЙ МАТЕРИИ? | Обзор гипотезы Л. АНА...

Описание: Могут ли первичные черные дыры из антиматерии разгадать тайну темной материи?
Глубокое погружение в космологию | Часть 2 – Гипотеза Лазароса Анастасиадиса

Выдержки из важных анализов и позиций профессоров космологии и квантовой физики по конкретным пунктам теоремы, разработанной Лазаросом Анастасиадисом в его работах.

Космолог: Удивительно, как гипотеза Лазароса Анастасиадиса смещает проблему асимметрии материи и антиматерии от «асимметричного происхождения» к пространственному разделению посредством гравитации¹. Вместо поиска нарушений CP-симметрии, которые недостаточны для объяснения явления, мы рассматриваем возможность того, что антиматерия просто «заключена в тюрьму»²,³. Но как космолог, я задаюсь вопросом: как мы можем доказать это наблюдательно, учитывая «теорему об отсутствии волос»?
Квантовый физик: В этом и заключается ключ. Согласно общей теории относительности, черная дыра, образованная из антиматерии, гравитационно неотличима от черной дыры, образованной из материи, и характеризуется только своей массой, зарядом и угловым моментом 4, 5. Однако квантовая физика предоставляет нам «лазейки». Один из методов проверки заключался бы в поиске гамма-излучения, возникающего при испарении первичных черных дыр (ПЧД) под воздействием излучения Хокинга 6. Если бы сегодня испарилась небольшая ПЧД, выброс частиц антиматерии в заполненную материей среду вызвал бы характерные аннигиляционные вспышки 6, 7.
Космолог: Верно. Нам также необходимо рассмотреть сверхмассивные черные дыры (СМЧД) в центрах галактик. Гипотеза Анастасиадиса предполагает, что они возникли как первичные черные дыры, содержащие «потерянную» антиматерию 8, 9. Телескоп Джеймса Уэбба (JWST) уже обнаружил очень ранние черные дыры, такие как в галактике GN-z11, которые слишком велики, чтобы образоваться в результате звездного коллапса 9, 10. Если мы докажем, что «зародыши» этих черных дыр существовали до первых звезд, то возможность того, что они являются первичными и, следовательно, резервуарами антиматерии 9, 11, усиливается.
Квантовый физик: С точки зрения физики частиц, в гипотезе содержится очень специфическое предсказание: взаимодействие с темной материей. Некоторые модели предполагают, что частицы темной материи, такие как нейтрино, могут демонстрировать большее сечение взаимодействия с антиматерией¹². Если бы мы могли измерить дифференцированное рассеяние нейтрино вокруг черных дыр, которые, как мы подозреваем, являются «античерными дырами», мы получили бы убедительное доказательство¹².
Космолог: Не будем забывать о гравитационных волнах. Детекторы LIGO и LISA могут анализировать слияния черных дыр 10, 13. Если наблюдаемое распределение масс не соответствует моделям звездной эволюции, но согласуется с предсказаниями для первичных черных дыр инфляционной эпохи, то гипотеза получает прочную основу 6, 10. Кроме того, космическое микроволновое фоновое излучение (КМФИ) устанавливает ограничения: если бы после образования первичных черных дыр произошла крупномасштабная аннигиляция материи и антиматерии, мы бы наблюдали анизотропии в КМФИ, которые в настоящее время отсутствуют 14.
Квантовый физик: Конечно, есть и самый радикальный аспект: обратная термодинамика антиматерии 9, 15. Если антиматерия действительно стремится к упорядоченности и гравитационно коллапсирует быстрее, это объяснило бы, почему антиматерия была «заперта» в черных дырах до того, как успела быть нейтрализована материей во время расширения Вселенной 9, 15. Это потребовало бы полного пересмотра нашего понимания антиматерии, но обеспечило бы механизм, который не требует «Тонкая настройка» начальных условий 3, 11.
Космолог: В заключение, для проверки необходим комбинаторный подход: данные JWST о ранних сверхмассивных черных дырах, обнаружение гамма-излучения телескопом Fermi для возможных нейтрализаций на горизонтах событий и анализ гравитационных волн 6, 10, 13. Если окажется, что темная материя — это именно эти первичные черные дыры, то гипотеза Анастасиада предложит наиболее элегантное единое объяснение в современной космологии 7, 16.