У космосі вибухнула чорна діра: її "уламок" врізався в Землю з неможливою силою

У 2023 році із Землею зіткнулася субатомна частинка нейтрино з такою величезною енергією, що це повинно було бути неможливо. У Всесвіті немає відомих джерел, здатних виробляти таку енергію, яка в 100 000 разів більша за енергію найвисокоенергетичнішої частинки, коли-небудь створеної Великим адронним колайдером, найпотужнішим у світі прискорювачем частинок. Тепер же фізики представили гіпотезу, згідно з якою така частинка могла бути викинута під час вибуху особливого типу чорної діри — квазіекстремальної первинної чорної діри. Вчені не тільки пояснюють існування "неможливого" нейтрино, а й показують, як ця елементарна частинка може розкрити таємниці Всесвіту. Дослідження опубліковано в журналі Physical Review Letters, пише Phys.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Чорні діри та випромінювання Гокінга

Чорні діри з'являються, коли масивна зірка вибухає надновою і на її місці виникає ділянка простору-часу з величезною масою, густиною і гравітацією. Навіть світло не може вирватися з чорної діри.

Але 1970 року фізик Стівен Гокінг вказав на існування первинних чорних дір, які могли з'явитися незабаром після Великого вибуху без участі зірок. Ці чорні діри також неймовірно щільні і мають величезну гравітацію, але вони трохи легші, ніж чорні діри зоряної маси. Гокінг показав, що первинні чорні діри можуть поступово "випаровуватися" і випускати частинки за допомогою процесу, відомого як випромінювання Гокінга.

Як може вибухнути чорна діра?

За словами авторів дослідження, чим легша чорна діра, тим більше частинок вона повинна. У міру випаровування чорної діри вона стає легшою і випускає ще більше випромінювання Гокінга в процесі некерованого вибуху. І цей вибух можна побачити в телескопи.

Якби такий вибух було виявлено, то це дало б змогу фізикам скласти повний каталог усіх елементарних частинок, включно з тими, що поки що невідомі науці, зокрема й частинки темної матерії, що займає 85% маси матерії в космосі, кажуть фізики. Минулі дослідження показали, що такі вибухи чорних діри мають відбуватися часто — приблизно раз на 10 років.

"Неможливе" нейтрино

У 2023 році нейтринні детектори на Землі виявили субатомну частинку нейтрино, яка прибула з глибокого космосу, зі, здавалося б, неможливою енергією. Таку енергію не можуть створювати відомі джерела. Автори дослідження вважають, що це нейтрино можна пояснити за допомогою вибуху особливого типу чорної діри.

Темний заряд

Фізики вважають, що частинки з неймовірною енергією, а також можуть випускати квазіекстремальні первинні чорні діри, які мають темний заряд. Це копія звичайної електричної сили, але включає в себе дуже важку, гіпотетичну версію електрона, яку вчені називає темним електроном. Первинна чорна діра з темним зарядом має унікальні властивості і поводиться інакше, ніж інші первинні чорні діри, кажуть фізики.

Зв'язок нейтрино з темною матерією

Науковці вважають, що їхня гіпотеза не лише пояснює загадку "неможливого" нейтрино, а й розгадує таємницю темної матерії. Може існувати значна популяція первинних чорних дір, що узгоджується з іншими астрофізичними спостереженнями і пояснює всю темну матерію у Всесвіті.

Фізики кажуть, що зараз вони перебувають на порозі експериментальної перевірки випромінювання Гокінга, отримання доказів існування як первинних чорних дір, так і нових частинок за межами Стандартної моделі фізики елементарних частинок, а також пояснення таємниці темної матерії.

Як уже писав Фокус, вчені вважають, що вони знайшли докази того, що темна матерія взаємодіє з нейтрино і це велика проблема для стандартної моделі Всесвіту.

Також Фокус писав про те, що компанія SpaceX зупинила запуски ракети Falcon 9 у космос і це проблема для МКС, де терміново потрібні люди.