Крихітна чорна діра могла надіслати до Землі частинку з рекордною енергією

Бельгійський астрофізик, автор ідеї нейтринної обсерваторії IceCube Френсіс Гальзен цього тижня отримав Нобелівську премію з фізики. Також зʼявилося ще одне сміливе пояснення однієї з найбільших загадок нейтринної астрономії. Про це пише Qubit.hu.

"Ця загадка почалася 13 лютого 2023 року, коли нейтринний телескоп KM3NeT, що будується на морському дні біля берегів Сицилії, зафіксував частинку з енергією, більшою за будь-яку раніше виявлену. За оцінками, енергія нейтрино становила 220 петаелектронвольт (ПеВ), що приблизно в 30 тисяч разів перевищує енергію, яку здатний генерувати Великий адронний колайдер ЦЕРН – найпотужніший у світі прискорювач частинок", - пояснюють у матеріалі.

Як розповіли у матеріалі, нейтрино є крихітними, електрично нейтральними частинками, які майже ні з чим не взаємодіють, тому їх також називають "примарними частинками". Проте за їхньою енергією можна зробити висновок про те, що саме могло виштовхнути їх у космічний простір. 

Відео дня

"Джерело події 2023 року досі не вдалося однозначно ідентифікувати: однією з дивних обставин є те, що нейтрино не супроводжувалося високоенергетичним світловим випромінюванням, яке зазвичай очікується під час подібних космічних подій, а іншою – те, що IceCube, який працює на Південному полюсі й здійснює вимірювання вже значно довше, не зафіксував нічого подібного, що суперечить припущенню про те, що воно могло надійти від точковидного астрономічного джерела", - додають у публікації.

Як зазначає видання, одне з найсміливіших пояснень полягає в існуванні так званих прадавніх (примордіальних) чорних дір. Такі гіпотетичні обʼєкти могли утворитися не внаслідок колапсу зірок, а після Великого вибуху, через ущільнення речовини в ранньому Всесвіті, і їхній розмір може бути навіть меншим за атом.

За теорією Стівена Гокінга, чорні діри повільно випромінюють енергію, а саме випаровуються. Чим менші вони, тим швидше це відбувається, а наприкінці свого існування вони в останньому спалаху розкидають частинки з дуже високою енергією. Проте такого прадавнього чорного отвору ще ніхто ніколи не бачив, і поки що невідомо, чи існують вони взагалі.

"Тепер міжнародна група дослідників доповнила цю теорію ще одним, надзвичайно цікавим елементом. Дослідження, авторами якого є Луїс Анчордокі (Міський університет Нью-Йорка), Алек Бедроя (Принстонський університет) та Дітер Люст (Фізичний інститут імені Макса Планка), ґрунтується на так званому "темному вимірі". Це припущення, що випливає зі струнної теорії, згідно з яким у Всесвіті може існувати п’ятий вимір, розмір якого становить лише приблизно один мікрометр, тобто одну тисячну міліметра, і в який "бачить" лише гравітація", - додають у матеріалі.

Автори вважають, що при застосуванні законів квантової гравітації будь-який життєздатний механізм виникнення неминуче веде до пʼятивимірних прадавніх чорних дір, а тривалість існування тих, що утворюються з космічних струн, може бути порівнянна з віком Всесвіту.

"Тобто частина з них може випаровуватися саме зараз і надсилати до нас нейтрино. Ця модель також може пояснити, чому частинка 2023 року не супроводжувалася світлом: якщо чорна діра, що вибухнула, знаходиться в темному вимірі, звідти можуть виходити лише нейтрино, а світло – ні", - підкреслюють у публікації.

Проте інші вчені обережно поставилися до цієї гіпотези, адже пояснення ґрунтується одразу на кількох, ще не підтверджених елементах: темному вимірі, космічних струнах та прадавніх чорних дірах. Через це частина експертів висловила свої сумніви, однак фізик з Массачусетського технологічного інституту Девіда Кайзера вважає, що ця модель є дуже послідовною, що не підтверджує, що вона є правильною.

Інші дослідження науковців

Як писав УНІАН, Сонце могло "проковтнути" планету в кілька разів більшу за Землю. Аби перевірити цю можливість, науковці створили комп’ютерні моделі, які показували, як поглинання великої кам’янистої планети могло вплинути на розвиток зорі.

Також вчені зʼясували, що наша Сонячна система може розпастися. Вони дослідили, що ядро Сонця стиснеться до розмірів Землі, проте стане в 100 тисяч разів важчим та буде світити завдяки теплу, що утворюється під час цього стискання. 

Вас також можуть зацікавити новини: