У 2023 році наша планета зазнала бомбардування, яке залишилося непоміченим для абсолютної більшості людей, проте викликало справжній шок у науковому світі. Субатомна частинка, відома як нейтрино, врізалася в Землю з настільки колосальною енергією, що це здавалося фізично неможливим, адже жодне відоме джерело у Всесвіті не здатне генерувати таку потужність. Енергетичний показник цього космічного гостя у 100 000 разів перевищував можливості Великого адронного колайдера, найпотужнішого прискорювача частинок, створеного людством. Ця аномалія змусила фізиків шукати пояснення за межами стандартних моделей, і команда дослідників з Університету Массачусетсу в Амхерсті висунула революційну гіпотезу: Земля стала свідком смерті особливого об’єкта — квазіекстремальної первинної чорної діри, пише T4.
Щоб зрозуміти природу цього явища, необхідно вийти за межі звичного уявлення про чорні діри як про залишки померлих зірок. Класичні чорні діри утворюються внаслідок гравітаційного колапсу масивних світил і є відносно стабільними об’єктами. Однак ще у 1970 році Стівен Гокінг припустив існування іншого типу — первинних чорних дір, які виникли не з зірок, а безпосередньо з надщільної матерії у перші миті після Великого вибуху. Ці древні об’єкти, що існують поки лише в теорії, можуть бути значно меншими та легшими за своїх зоряних родичів. Згідно з теорією Гокінга, вони не вічні: чорні діри поступово втрачають масу через процес, відомий як випромінювання Гокінга. Чим меншою стає чорна діра, тим гарячішою вона робиться і тим інтенсивніше випускає частинки, доки процес не стає неконтрольованим і не завершується потужним вибухом.
Цікаво знати: Що станеться з тілом людини, якщо крізь нього пройде первинна чорна діра
Саме такий вибух, на думку вчених, міг стати джерелом таємничого нейтрино 2023 року. Якби астрономам вдалося систематично фіксувати подібні події, це дало б людству унікальний каталог усіх існуючих субатомних частинок, включаючи ті, що досі залишаються гіпотетичними, як-от частинки темної матерії. Попередні розрахунки показували, що такі вибухи мають відбуватися з певною регулярністю, приблизно раз на десятиліття, і сучасні прилади мали б їх реєструвати. Саме тут виникла наукова загадка: експеримент KM3NeT Collaboration зафіксував цю «неможливу» частинку, тоді як інший детектор, IceCube, створений для аналогічних завдань, не помітив нічого подібного. Ця кричуща невідповідність змусила фізиків переглянути саму структуру первинних чорних дір.
Вирішенням парадоксу стала концепція «темного заряду». Дослідники припустили, що чорна діра, яка вибухнула, не була звичайною, а належала до класу квазіекстремальних первинних чорних дір, що володіють специфічною властивістю, аналогічною електричному заряду, але пов’язаною з темною матерією. Цей «темний заряд» передбачає існування важкої гіпотетичної частинки — темного електрона. Введення цього фактору в рівняння змінює сценарій випаровування чорної діри, пояснюючи, чому ми не бачимо таких вибухів постійно, але змогли зафіксувати цей рідкісний і надпотужний сплеск. Модель із темним зарядом є складнішою за попередні теорії, проте вона елегантно узгоджує суперечливі дані різних детекторів.
Окрім пояснення походження енергетичного нейтрино, ця гіпотеза відкриває двері до розгадки однієї з найбільших таємниць космології — природи темної матерії. Якщо теорія про квазіекстремальні чорні діри з темним зарядом підтвердиться, це означатиме, що у космосі існує величезна популяція таких об’єктів. Їхньої сукупної маси може бути достатньо, щоб пояснити гравітаційні ефекти, які ми приписуємо невидимій темній матерії, що утримує галактики разом. Таким чином, одна-єдина частинка, яка непомітно вдарила Землю, може стати ключем до експериментального підтвердження випромінювання Гокінга, доказом існування нової фізики за межами Стандартної моделі та відповіддю на питання, з чого насправді складається більша частина нашого Всесвіту.
Не пропустіть: Останній шанс людства: чи зможе ядерна зброя знищити астероїд, який летить в сторону Землі
