Пятьдесят лет назад знаменитый астрофизик Стивен Хокинг выдвинул теорию о том, что Большой взрыв мог наполнить Вселенную крошечными чёрными дырами. Теперь исследователи считают, что они, возможно, видели, как одна из них взорвалась. В феврале 2025 года европейская коллаборация KM3NeT, состоящая из подводных детекторов у берегов Франции, Италии и Греции, объявила об открытии чрезвычайно мощного нейтрино. Эта призрачная частица обладала энергией около 100 ПэВ — более чем в 25 раз выше, чем у частиц, ускоренных в Большом адронном коллайдере, самом мощном в мире ускорителе частиц.

Физики пытались найти объяснение появлению такого энергичного нейтрино. Но теперь группа исследователей, которые не участвовали в первоначальном обнаружении, выдвинула удивительную гипотезу: нейтрино — это признак испарения чёрной дыры. Группа описала своё предположение в статье, которая была загружена в базу данных arXiv и ещё не прошла экспертную оценку.

Черные дыры Хокинга размером со слона

В 1970-х годах Хокинг понял, что чёрные дыры не совсем чёрные. Вместо этого благодаря сложным взаимодействиям между горизонтом событий чёрной дыры и квантовыми полями пространства-времени они могут испускать медленный, но непрерывный поток излучения, который теперь известен как излучение Хокинга. Это означает, что чёрные дыры испаряются и в конечном итоге исчезают. На самом деле, по мере того, как чёрная дыра уменьшается, она испускает ещё больше излучения, пока, по сути, не взрывается, испуская поток высокоэнергетических частиц и излучения — как нейтрино, обнаруженное коллаборацией KM3Net.

Но все известные чёрные дыры очень большие — по крайней мере, в несколько раз тяжелее Солнца, а зачастую значительно больше. Даже самым маленьким известным чёрным дырам потребуется более 10^100 лет, чтобы умереть. Если нейтрино KM3NeT вызвано взрывом чёрной дыры, то она должна быть намного меньше — примерно 22 000 фунтов (10 000 килограммов). Это примерно столько же, сколько весят два взрослых африканских слона, спрессованные в чёрную дыру размером меньше атома.

Единственный известный потенциальный способ образования таких крошечных чёрных дыр — это хаотичные события, произошедшие в начале Большого взрыва, которые могли наполнить космос "первичными" чёрными дырами. Самые маленькие первичные чёрные дыры, образовавшиеся в результате Большого взрыва, давно бы взорвались, а более крупные могли бы существовать и по сей день.

К сожалению, чёрная дыра массой 22 000 фунтов не должна была просуществовать от Большого взрыва до наших дней. Но авторы отметили, что может существовать дополнительный квантовый механизм, известный как "бремя памяти", который позволяет чёрным дырам сопротивляться распаду. Это позволило бы чёрной дыре массой 22 000 фунтов просуществовать миллиарды лет, прежде чем она окончательно взорвалась бы, отправив на Землю нейтрино высокой энергии.

Первоначальные чёрные дыры могли бы объяснить существование тёмной материи — невидимого вещества, на долю которого приходится большая часть материи во Вселенной, — но до сих пор их поиски не увенчались успехом. Это новое открытие может дать интригующую подсказку. Исследователи обнаружили, что если изначальных чёрных дыр с такой массой достаточно много, чтобы объяснить существование всей тёмной материи, то они должны взрываться с определённой регулярностью. По их оценкам, если эта гипотеза верна, то в ближайшие несколько лет коллаборация KM3NeT должна зафиксировать ещё один нейтрино.

Если такое обнаружение произойдёт, то, возможно, нам придётся радикально пересмотреть свой подход к тёмной материи, нейтрино высоких энергий и даже к физике ранней Вселенной.

Ученые: у большинства древних европейцев до 3000 лет назад была тёмная кожа, глаза и волосы.

Фото: pxhere.com