Астрономы обнаружили в глубинах космоса загадочный объект, чей свет может быть старше, чем свет первых звёзд.

Изучение происхождения нашей Вселенной неизбежно сталкивает нас с фундаментальными вопросами, похожими на дилемму о курице и яйце. Мы знаем, что произошёл Большой Взрыв. Космологи видят его послесвечение на небе. Но никто не знает, существовали ли законы физики или даже само время до этого момента. Мы также не можем точно сказать, что случилось потом. Порядок, в котором формировались различные небесные объекты в юной Вселенной, является предметом горячих споров.

Долгое время после Большого Взрыва почти ничего не могло образоваться. Всё пространство было заполнено бурлящей плазмой — слишком горячей и хаотичной, чтобы какая-либо структура могла сформироваться. Прошли сотни тысяч лет, прежде чем смог возникнуть первый атом водорода. Ещё примерно через 100 миллионов лет огромные облака водорода сконденсировались, и вспыхнули первые звёзды. Большинство космологов полагают, что эти звёзды были первыми крупными самостоятельными структурами, осветившими нашу Вселенную, а чёрные дыры появились позже. Но некоторые учёные предполагают, что всё могло быть наоборот.

В глубинах космоса, за пределами самых древних сформировавшихся галактик, астрономы обнаружили загадочный и колоссальный объект, который может оказаться первичной чёрной дырой. В начале этого месяца команда исследователей опубликовала его анализ, основанный на наблюдениях космического телескопа «Джеймс Уэбб». Если их выводы подтвердятся, стандартное представление об эволюции Вселенной потребует серьёзного пересмотра.

Задолго до того, как чёрные дыры были обнаружены в реальности, они были теоретическими объектами, продуктом научного воображения. В 1783 году английский натуралист Джон Мичелл предположил существование «тёмных звёзд» — объектов с настолько концентрированной массой, что свет не может покинуть их гравитацию. Мичелл исходил из законов Ньютона. Более чем через 100 лет Карл Шварцшильд и Роберт Оппенгеймер развили его идею в рамках теории относительности Эйнштейна. Они показали, как сверхплотная звезда может коллапсировать до тех пор, пока пространство-время не изогнётся вокруг себя, запирая свет внутри чёрной дыры.

Вся эта работа велась на классных досках и в записных книжках. Чёрные дыры оставались гипотетическими объектами вплоть до 1972 года, когда астрономы подтвердили их первое реальное обнаружение. В последующие десятилетия эти экзотические объекты находили по всему небу. Учёные увидели маленькие и большие чёрные дыры. Они зафиксировали крошечные колебания пространства-времени, исходящие от сталкивающихся чёрных дыр. Они выяснили, что в центре большинства, если не всех, галактик есть чёрная дыра. Сверхмассивная дыра в центре Млечного Пути выбрасывает струи частиц, которые расширяются в огромные пузыри. Эти пузыри, по-видимому, помогают регулировать звёздообразование и другие космические процессы в единственной известной нам галактике, где есть жизнь.

Большинство обнаруженных чёрных дыр, по-видимому, являются результатом коллапса звёзд. Но некоторые теоретики, включая Стивена Хокинга, предполагали, что во Вселенной могут существовать чёрные дыры иного происхождения. В период инфляции — гипотетического сверхбыстрого расширения, последовавшего за Большим Взрывом, — квантовые флуктуации могли вызвать спонтанное сжатие обширных областей космоса, формируя чёрные дыры ещё до появления первых звёзд. Однако космологи затруднялись объяснить механизмы, которые могли бы породить столь крупные флуктуации. Если загадочный объект, найденный телескопом «Джеймс Уэбб», действительно окажется первичной чёрной дырой, им придётся вернуться к своим доскам и блокнотам.

Уже то, что мы можем заглянуть так далеко в прошлое Вселенной, является технологическим чудом. Телескоп «Уэбб» обнаружил этот объект в тёмной бездне, за пределами самых дальних видимых галактик, где светятся лишь протогалактики и другие космические фрагменты на разных стадиях формирования. Даже близкие чёрные дыры трудно обнаружить, поскольку они поглощают свет. Чтобы увидеть чёрную дыру, астрономы полагаются на свечение вещества, которое с чудовищной силой затягивается в неё. Но если этот объект — чёрная дыра, то вокруг него мало вещества, и оно почти не светится. Большая часть того, что астрономы видят в её окрестностях, — это водород и гелий, оставшиеся после Большого Взрыва, что нехарактерно для чёрной дыры, образовавшейся из коллапсировавшей звезды.

Потребуется ещё много наблюдений и, вероятно, более мощный космический телескоп, чтобы точно определить, является ли этот объект первичной чёрной дырой. В конце концов, его изображения получены с другого края наблюдаемой Вселенной. Это едва ли не размытые снимки, а их анализ ещё не прошёл независимую экспертизу. Теоретик Питер Коулз из Ирландии отмечает, что объект может оказаться каким-то другим странным небесным телом. Другие космологи допускают, что это могла бы быть чёрная дыра, сформировавшаяся непосредственно из газового облака, минуя стадию звезды. На переднем крае астрономии соблазнительные новые открытия нередко оказываются миражом.

Возможно, мы узнаем, что эта интерпретация ошибочна. Возможно, мы найдём убедительные доказательства того, что звёзды действительно старше чёрных дыр, как долго и предполагали космологи. Но даже в этом случае чёрные дыры сохранят право на онтологическое первенство по другой причине: они существуют несоизмеримо дольше. С их точки зрения, звезда — это лишь преходящая стадия, хризалида. Если Вселенная будет продолжать расширяться, как предсказывают космологи, наступит день, когда звёздообразование полностью прекратится. Спустя многие триллионы лет последние звёзды потухнут. Но когда этот последний звёздный уголёк остынет и померкнет, эпоха чёрных дыр будет ещё только в самом начале. Чёрные дыры будут существовать несравнимо дольше, чем весь освещённый звёздами период истории космоса. Из всех форм, которые принимает эта Вселенная, они окажутся одними из самых долговечных. В глубоком смысле эта Вселенная принадлежит им.