Вчені вважають, що десь ближче до країв всесвіту існують чорні діри з масами, складовими мільярд наших сонць. Ці гігантські тіла називають квазарами, вони харчуються міжзоряним газу, поглинаючи гігантські його кількості без зупинок. І якраз завдяки такій активній життєдіяльності, ми навчилися їх знаходити: видимий нами світ випромінюється газом у міру того, як він спрямовує до центру чорної діри, розігріваючи по шляху до позамежних температур. Але ці далекі, тепер уже древні, квазари видні нам на зорі свого існування. Можна сказати, що вони надсилають нам свої дитячі фотографії, щоб ми бачили їх народження і зростання. Те, що ми на них бачимо, відноситься до часу менше мільярда років після Великого Вибуху.
Звичайнісінька чорна діра формується, коли масивна зірка, з масою в десятки сонячних мас, вибухає, в результаті повної переробки її ядерного палива. Без цієї ядерної реакції зірка перестає бути стабільною, оскільки ядерні сили дію в якості противаги сила гравітаційного колапсу. І ось, в кінці життя зірки, одна частина її речовини відлітає в космічний простір, в той час як інша спрямовується до центру, формуючи чорну діру.
Невелика чорна діра набирає масу: щільний холодний газ (зелений колір) тече в напрямку зоряного скупчення (червоний хрест в синьому колі, зірки показані жовтим); хаотичний рух чорної діри (чорна лінія) обумовлено впливом на неї прилеглих зірок. Джерело: Weizmann Institute of Science
Після того, як вперше були виявлені стародавні квазари, вчені задалися питанням: могли будь-якої процес в примусовому порядку змусити невелику чорну діру поглинати навколишній її речовина надміру, збільшивши тим самим її розміри до позамежних? І все це на зорі існування всесвіту. Фактично, існують кілька процесів, які мають тенденцію обмежувати характеристику того, наскільки швидко зростає чорна діра. Так наприклад, газ зазвичай потрапляє в чорну діру НЕ навпростець, а формується у вигляді повільно поточного потоку, поступово падаючи в неї. Коли достатня кількість газу буде поглинена чорною дірою, світло, що утворився в результаті його падіння, трохи врівноважує гравітаційну силу, що, в свою чергу, уповільнює потік газу, яким годується чорна діра. Ну а яким чином тоді росли давні квазари? Цим питанням впритул займалися глава відділу Фізики елементарних частинок і астрофізики професор Тал Олександр і професор Прямвада Натараян з Єльського університету.
Розроблена ними модель починається з формування невеликої чорної діри в дуже ранній всесвіту. Космологи вважають, що в той час газові потоки були холодними, щільними і містили в собі більше речовини, ніж виряджені газові потоки, які ми бачимо в наш час. Голодна, щойно народжена чорна діра, переміщалася в навколишньому її просторі, постійно змінюючи свій напрямок руху через вплив найближчих молодих зірок. Рухаючись зигзагоподібно, чорна діра безперервно забирала в себе все більше газу. Процес цей був настільки швидким, що газ ніяк не міг сформувати стійкий повільний потік навколо чорної діри, про який говорилося вище. Чим більше ставала чорна діра, тим швидше вона поглинала речовина газу. Тим її зростання, як стверджує Олександр, виходив за межі експоненціального. Через, приблизно, 10 мільйонів років (для всесвіту це як одна секунда), чорна діра мала б масу рівну 10000 сонячних. З цього моменту колосальний темп її зростання сповільнилося б до більш помірного і природному, але майбутній образ чорної діри вже був створений. В кінцевому підсумку вона буде важити мільярд і більше мас Сонця.