Гравитационные волны сузили область поиска темной материи

Астрономы проанализировали 85 сигналов слияния черных дыр, зафиксированных детекторами LIGO, VIRGO и KAGRA, чтобы проверить гипотезу о первичных черных дырах. Отсутствие специфического гравитационно-волнового фона показало, что эти объекты не могут составлять значительную часть темной материи, что стало наиболее строгим ограничением для подобных теорий на сегодняшний день.

Идея о том, что черные дыры могли сформироваться не в результате гибели звезд, а в первые мгновения после Большого взрыва, долгое время оставалась привлекательным способом объяснить природу темной материи. Если бы такие объекты существовали в больших количествах, они могли бы вносить вклад в 85 процентов всей материи Вселенной, остающейся невидимой для современной науки. Однако новые расчеты, основанные на данных сеанса наблюдений O4a, меняют этот взгляд.

Исследователи сравнили три сценария: стандартное происхождение черных дыр, частичное участие первичных объектов и их смешанную популяцию. Ключевым маркером служил гравитационно-волновой фон — своеобразный гул, который неизбежно возникал бы при частых столкновениях таких плотных тел. Ученые не обнаружили избытка подобных сигналов. Выяснилось, что первичные черные дыры массой от 0,6 до 100 масс Солнца составляют лишь ничтожную часть темной материи.

Авторы работы, опубликованной на сервере препринтов Корнеллского университета, не исключают существование сверхлегких объектов, которые в тысячи раз легче Солнца. Современные детекторы пока не обладают достаточной чувствительностью для фиксации сигналов от таких тел, поэтому вопрос их присутствия в Млечном Пути остается открытым для будущих поколений приборов. Сейчас космологи вынуждены признать: количество первичных черных дыр крайне ограничено, а сама природа темной материи продолжает ускользать от прямых экспериментальных подтверждений.