Первичные черные дыры могут снизить напряженность постоянной Хаббла

Проблема постоянной Хаббла — одно из главных противоречий современной космологии. Разные методы оценки скорости расширения Вселенной дают значения, которые расходятся на 5–10%. Новая работа астрофизиков предлагает необычное решение: первичные черные дыры, испаряющиеся за счет излучения Хокинга.

Исследователи рассмотрели черные дыры с массой около 10??? солнечных. Если такие объекты составляют часть темной материи, их излучение ионизирует окружающую среду и задерживает рекомбинацию — процесс образования нейтральных атомов после Большого взрыва. Это смещает поверхность последнего рассеяния космического микроволнового фона (CMB).

С помощью программы Recfast ученые смоделировали влияние этих дыр на рекомбинацию. Оказалось, что если плотность энергии первичных черных дыр составляет около 10?? от плотности темной материи, то расчетное значение постоянной Хаббла H? увеличивается на 8,9%. Этого достаточно, чтобы полностью устранить разногласия между измерениями по ранней Вселенной (CMB) и локальными наблюдениями (сверхновые, гравитационные линзы).

Однако при одновременной подгонке под данные CMB проблема решается не полностью. Авторы отмечают, что учет серых факторов (Gray Body Factors), влияющих на спектр излучения Хокинга, может изменить результат. Пока же исследователи призывают не связывать темп расширения Вселенной со стандартной ионизационной историей.

«Лучше измерять H? непосредственно на малых красных смещениях (z < 1), чем полагаться на предположения о тепловой истории, которые могут быть ошибочными, — резюмируют ученые. — Гипотеза о том, что ионизационная история Вселенной совпадает с термальной историей стандартной ?CDM-модели, слишком ненадежна, чтобы на ней основывать значение скорости расширения».

Работа опубликована в архиве препринтов arXiv и еще не прошла рецензирование. Если выводы подтвердятся, это изменит подход к анализу реликтового излучения и роли темной материи в ранней Вселенной.