Az elsődleges fekete lyuk a fekete lyuk egy feltételezett típusa , amely nem egy nagy csillag gravitációs összeomlása miatt alakult ki , hanem szupersűrű anyagban, az Univerzum kezdeti tágulásakor .
Az ősrobbanás modellje szerint az úgynevezett Planck-korszak után a világegyetem nyomása és hőmérséklete szupermagas volt [1] . Ilyen körülmények között az anyag sűrűségének egyszerű ingadozása elég nagy volt ahhoz, hogy fekete lyukakat hozzon létre. Bár a legtöbb nagy sűrűségű régió az univerzum tágulása miatt eltávolodott egymástól , az ősfekete lyukak stabilak lévén, a mai napig fennmaradhattak.
A kozmológusok felvetették, hogy a 10 14 kg és 10 23 kg közötti tömegű ősfekete lyukak [2] sötét anyagot alkothatnak [3] [4] . Ezek a legnehezebb jelöltek a sötét anyag részecskéinek szerepére [5] . Az ilyen tömegű fekete lyukak (a tipikus aszteroida tömegtartomány ) olyan objektumokat tartalmaznak, amelyek elég kicsik ahhoz, hogy túléljék a mai napig, de elég nagyok ahhoz, hogy figyelembe vegyék a megfigyelt gravitációs lencsehatást .
Az ősfekete lyukak észlelésének egyik lehetséges módja a Hawking-sugárzás nyomon követése . Stephen Hawking 1974-ben felvetette, hogy galaxisunk galaktikus halorégiójában nagyszámú kis ősfekete lyuk létezhet . A hipotézis szerint minden fekete lyuk tömegével fordítottan arányos Hawking-sugárzást bocsát ki. Mivel ez a sugárzás csökkenti tömegüket, a nagyon kis tömegű fekete lyukak gyorsan "elpárolognak", és a végső szakaszban egy millió megatonnás hidrogénbomba robbanásnak megfelelő robbanást idéznek elő [6] . Másrészt egy stabil, körülbelül 3 naptömegű fekete lyuk nem veszítheti el tömegét az Univerzum fennállása alatt (ehhez kb. 10 69 év kell). De mivel az ősfekete lyukak nem a csillagok összeomlásakor keletkeznek, bármilyen méretűek lehetnek, és egy körülbelül 10 11 kg tömegű fekete lyuk élettartama megközelítőleg megegyezik a világegyetem korával (körülbelül 13 milliárddal). évek). Ha ilyen kis tömegű fekete lyukak kellő számban keletkeztek az Ősrobbanás során, akkor ma már megfigyelhetünk néhányat. A NASA műholdjáról 2008 júniusában felbocsátott Fermi Gamma Ray Űrteleszkóp kifejezetten "elpárolgó" ősfekete lyukak felkutatására készült. De ha a Hawking-sugárzás valójában nem létezik, az ősfekete lyukak felderítése rendkívül nehéz, ha nem lehetetlen lenne kis méretük és gravitációjuk miatt .
Felmerült [7] [8] , hogy a mikroszkopikus méretű, egy nukleon nagyságrendű tömegű és óriási sebességű fekete lyukak szabadon behatolhatnak a Földön , anélkül, hogy káros következményekkel járnának, miközben érzékelhető akusztikus jelet bocsátanak ki.
Az ősfekete lyukak kimutatásának másik módja a csillagok felszínének megfigyelése . Ha egy fekete lyuk áthalad egy látható csillagon, az utóbbi sűrűsége megfigyelhető ingadozásokat tapasztalhat [9] [10] .
A gamma-kitörések egyik lehetséges magyarázataként az ősfekete lyukak elpárolgását javasolták . Az ősfekete lyukakkal megoldható további kozmológiai problémák közé tartozik a sötét anyag probléma, a kozmológiai tartományfal probléma [11] és a kozmológiai monopólus probléma [12] . Mivel az ősfekete lyukak tetszőleges méretűek lehetnek, ezek kérdése a galaxisok megjelenése szempontjából is aktuális .
Még ha az ősfekete lyukak tanulmányozása nem is oldja meg a fenti problémákat, az azonosított fekete lyukak (2010-től mindössze két átlagos tömegű fekete lyuk létezését igazolják) lehetővé teszik, hogy határokat állítson fel a sűrűség- ingadozások spektrumára az Univerzum létezésének korai szakasza.
Az általános relativitáselmélet szerint a legkisebb ősfekete lyukaknak már "el kellett volna párologniuk", de ha négydimenziós térben helyezkednek el , ahol a húrelmélet szerint a gravitációs erő nem kis léptékeken hat, ez "nagyon jelentősen lelassítja a párolgást » [13] . Ez azt jelentheti, hogy jelenleg több ezer ősfekete lyuk található galaxisunkban. A NASA műholdjáról 2008 júniusában felbocsátott Fermi Gamma Ray űrteleszkópot használják ennek az elméletnek a tesztelésére . A gamma-kitörések bizonyos interferenciamintájának megjelenése esetén ez lehet az első közvetett megerősítés az ősfekete lyukak és a húrelmélet létezésére.