Фізики з Массачусетського технологічного інституту (MIT) розкрили можливість того, що екзотичні чорні діри, що несуть колірний заряд, могли існувати в ранньому Всесвіті і складати темну матерію. Дослідження опубліковано у журналі Physical Review Letters.
Згідно з гіпотезою Стівена Хокінга, темна матерія може представляти собою популяцію мікроскопічних темних дір розміром з атом і масою з астероїд, що утворилися відразу після Великого вибуху (перша квінтильйонна частка секунди). У новій роботі було показано, що цей процес повинен породжувати ще менші чорні дірки (менше за протон), які мають незвичайну ядерно-фізичну характеристику, яка називається колірним зарядом.
Колірний заряд описується у межах теорії квантової хромодинаміки (QCD) і приписується глюонам і кваркам. Ця характеристика подібна до звичайного заряду, який визначає взаємодію частинок, але має не два знаки, а три, які позначаються кольорами: червоний, зелений і синій.
Оскільки протягом першої квінтильйонної частки секунди вся матерія була представлена сумішшю глюонів і вільних кварків, то будь-яка чорна діра атомного розміру, що утворилася на той час і поглинула ці частинки, набула б колірного заряду. Більше того, вони містили б максимальну кількість зарядів кольорів будь-якого типу, допустиму для чорної діри, стаючи суперзарядженими.
Чорні діри з колірним зарядом були абсолютно новим станом матерії, який, ймовірно, зник через частку секунди після своєї появи. У той самий час вони могли зіграти ключову роль утворення перших атомних ядер у Всесвіті, які починали виникати до зникнення чорних дір. Подібні порушення в рівновазі могли залишити сліди, що спостерігаються, які астрономи зможуть виявити в майбутньому.
Таким чином, відкриття передбачає, що первинні чорні діри можуть відігравати ключову роль у поясненні природи темної матерії, що відкриває нові горизонти для космологічних досліджень.
