2023 metais Žemę pasiekė subatominė dalelė, kurios energija pribloškė net patyrusius fizikų bendruomenės narius. Šis įvykis gali būti susijęs su itin retu ir iki šiol tik teoriškai numatytu reiškiniu – sprogusia pirminės juodosios skylės liekana. Toliau apžvelgiama, ką apie tai mano mokslininkai ir kodėl šis atradimas gali būti lemtingas mūsų Visatos sampratai.
2023 metais į Žemę atskriejo subatominė dalelė, kurios energija iki šiol buvo laikoma praktiškai neįmanoma. Tai buvo itin didelės energijos neutrinų dalelė, užfiksuota detektoriumi KM3NeT. Jos energija dešimtis tūkstančių kartų viršijo viską, ką žmonija pajėgi sukurti net ir naudodama Didįjį hadronų greitintuvą.
Fizikų komanda iš Masačusetso universiteto Amherste iškėlė hipotezę, kad šio signalo šaltinis galėjo būti ypatingo tipo juodosios skylės sprogimas. Savo tyrime mokslininkai svarsto scenarijų, kuriame vadinamosios kvazieksremalios pirminės juodosios skylės gali sukurti tokias „neįmanomas“ daleles.
Skirtingai nei įprastos juodosios skylės, susidarančios po masyvių žvaigždžių kolapso, pirminės juodosios skylės, remiantis Stepheno Hawkingo teorija, galėjo atsirasti dar ankstyvojoje Visatoje – beveik iškart po Didžiojo sprogimo. Jos yra gerokai lengvesnės ir ilgainiui gali netekti masės dėl Hawkingo spinduliuotės, palaipsniui įkaisdamos.
Pasak tyrimo autorių, tam tikru momentu šis procesas tampa nekontroliuojamas: juodoji skylė staiga netenka didelės dalies masės ir faktiškai „sprogsta“, išmesdama dalelių srautą, tarp jų – ir itin didelės energijos neutrinus. Manoma, kad būtent tokį pliūpsnį 2023 metais ir užfiksavo detektorius.
Tačiau čia iškilo mįslė: kitas didelis kosminių neutrinų registravimo eksperimentas – IceCube – nieko panašaus nepastebėjo. Siekdami paaiškinti šį neatitikimą, fizikai pasiūlė pirminių juodųjų skylių modelį su vadinamuoju „tamsiuoju krūviu“. Tai yra elektriniam krūviui analogiška savybė, tačiau susijusi su hipotetinėmis tamsiojo sektoriaus dalelėmis, tarp jų – „tamsiaisiais elektronais“.
Tyrėjų teigimu, būtent tamsusis krūvis keičia juodųjų skylių elgseną ir leidžia suderinti, atrodytų, prieštaringus eksperimentinius duomenis. Dar daugiau – toks modelis gali tapti raktu aiškinant tamsiosios medžiagos prigimtį. Astronominiai stebėjimai rodo, kad tamsioji medžiaga sudaro reikšmingą Visatos masės dalį, tačiau jos sudėtis ir savybės vis dar menkai suprantamos.
Mokslininkai pabrėžia: jei ši hipotezė bus patvirtinta, žmonija pirmą kartą turės eksperimentinių Hawkingo spinduliuotės įrodymų, taip pat realų patvirtinimą, kad egzistuoja pirminės juodosios skylės ir naujos dalelės už Standartinio fizikos modelio ribų.
