Физици от Масачузетския технологичен институт (MIT) предлагат интригуваща хипотеза за произхода на най-мощното неутрино, засечено досега във Вселената. Според тях то може да е изхвърлено при експлозията на първична черна дупка в близост до нашата Слънчева система. Изследването е публикувано в списание Physical Review Letters и ако бъде потвърдено, ще представлява първо косвено доказателство за съществуването на лъчението на Хокинг.
Неутриното е частица с почти фантомен характер – прониква през материята без да взаимодейства с нея, което го прави изключително трудно за улавяне. Именно такова свръхенергийно неутрино с енергия над 100 петаелектронволта бе регистрирано от обсерваторията KM3NeT, разположена на дъното на Средиземно море. Това е енергия стотици пъти по-висока от максималното, постижимо в земните ускорители, а точният му източник остава загадка.
Първичните черни дупки са хипотетични обекти, които може да са се образували непосредствено след Големия взрив. Те са изключително малки, но подчинени на същите закони на физиката, както масивните черни дупки. Теорията на Стивън Хокинг предсказва, че такива микроскопични обекти постепенно губят маса, излъчвайки частици, и в края на живота си се изпаряват в катастрофална експлозия. В този последен миг се отделя поток от свръхенергийни частици, включително неутрино.
Според изчисленията на екипа от MIT, ако първичните черни дупки са основен компонент на тъмната материя, в нашата галактика би трябвало да съществуват обекти, които в момента завършват съществуването си. Взрив в относителна близост до Слънчевата система би могъл да обясни регистрираното от KM3NeT явление. Теоретично една микроскопична черна дупка, по-малка от атом, би излъчила около 10²⁰ неутрино с енергии около 100 PeV – точно съвпадащи с наблюдението.
Сравнението с южнополярния детектор IceCube също е показателно. Той е засичал подобни високоенергийни частици, но твърде рядко, за да обясни събитие от мащаба на KM3NeT. Моделът на MIT допуска, че веднъж на няколко десетилетия може да се случва локална експлозия на първична черна дупка, генерираща редки, но впечатляващи сигнали. Вероятността за такова събитие в близост до Земята се оценява на около 8% веднъж на 14 години.
Ако тази хипотеза бъде потвърдена, последиците биха били революционни: ще се докаже не само съществуването на първични черни дупки като част от тъмната материя, но и за пръв път ще се потвърди експериментално лъчението на Хокинг – едно от фундаменталните предсказания в съвременната астрофизика.
Физиците подчертават, че именно най-малките черни дупки са най-обещаващият обект за търсене на такова излъчване. За целта трябва да се продължат наблюденията с неутрино обсерваториите и да се натрупат повече данни при екстремни енергии. Повтарящи се сигнали от този тип биха били най-силното доказателство, че човечеството е станало свидетел на едно от най-дългоочакваните явления във физиката на черните дупки.
Източник: "Калдата"
