Согласно новейшим расчетам, наблюдаемая Вселенная содержит около 40 квинтиллионов (40 млрд миллиардов, или 40 000 000 000 000 000 000) черных дыр. Если число никак не умещается в вашей голове, добро пожаловать в наш клуб, но по-другому можно сказать, что примерно 1% «обычной» материи во Вселенной содержится в форме черных дыр.
Число озвучено в The Astrophysical Journal и является результатом работы итальянской Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati, аспиранта докторантуры Алекса Сицилии и большой группы его коллег.
Алекс Сицилия на самом деле не считал черные дыры. Вместо этого он основал свое исследование на том факте, что большинство черных дыр образуются, когда звезды с массой, более чем в 20 раз превышающей массу Солнца, достигают конца своей жизни. В результате получается объект с массой в 5-160 раз больше массы Солнца, настолько плотный, что даже свет не может вырваться из его могущественного гравитационного поля. Используя оценки количества звезд соответствующей массы, образовавшихся с момента Большого взрыва до наших дней, Сицилия вычислил число оставшихся черных дыр.
Авторы поясняют: «Этот важный результат был получен благодаря оригинальному подходу, который сочетает в себе современный индекс звездной и бинарной эволюции SEVN, разработанный исследователем SISSA доктором Марио Спера». В него были включены текущие оценки свойств галактик, «особенно скорость звездообразования, количество звездной массы и металличность межзвездной среды (все это важные элементы для определения количества и массы звездных черных дыр)».
Помимо подсчета количества черных дыр, в работе дается оценка распределения их масс. Это позволило авторам рассчитать, что 1 процент барионного вещества во Вселенной заперт в черных дырах звездного размера. Барионная материя, которую иногда называют «обычной» материей, состоит из знакомых протонов и нейтронов и контрастирует с темной материей, состав которой неизвестен, и темной энергией, которая еще более загадочна.
Сверхмассивные черные дыры, которые находятся в центре многих галактик, представляют собой ошибку округления с точки зрения общего числа черных дыр, но по отдельности они в миллионы раз массивнее. Авторы указывают, что они рассмотрят их кумулятивную массу в будущей статье, но ожидают, что она будет более чем в 100 раз меньше, чем у меньших, но более многочисленных звездных черных дыр.
Считается, что плотные звездные скопления иногда порождают черные дыры, масса которых ненамного превышает звездную массу, в результате других процессов, но авторы также оставляют это для будущей статьи. До сих пор существует некоторая неопределенность в отношении того, существуют ли вообще черные дыры промежуточной массы, и их количество, вероятно, относительно невелико.
Хотя теории о черных дырах были выдвинуты еще в 18 веке, первое открытие не считалось подтвержденным до 1990 года. С тех пор мы прошли долгий путь, и идентификация гравитационных волн от слияния черных дыр создала возможность оценить их частоту и размеры в локальной вселенной, что придает некоторую строгость подобным расчетам.
