Oamenii de știință au observat pe Pământ o particula extraterestră provenită dintr-o gaură neagră FOTO: Captură YouTube
Un grup de fizicieni de la Massachusetts Institute of Technology (MIT), Statele Unite, care a realizat un nou studiu publicat în revista ArXiv a Universității Cornell a făcut o descoperire extraordinară. Experții au detectat ceva nemaivăzut pe Pământ: cea mai puternică ”particulă fantomă” din punct de vedere energetic înregistrată vreodată! Un neutrino cosmic venit din univers a fost detectat de senzori pe fundul Mării Mediterane, la o adâncime de 3.500 de metri. Un fenomen fizic cu totul neobișnuit, care uimește oamenii de știință.
O singură particulă subatomică a străbătut Marea Mediterană, în largul coastei Siciliei, pe 13 februarie 2023, și a declanșat mii de senzori. „Particula fantomă” detectată în Italia ar putea fi rămășițele exploziei unei găuri negre din apropiere, potrivit Earth.
Semnalul a indicat cel mai energetic neutrino cosmic, sau „particulă fantomă”, înregistrat vreodată. Cea mai bună estimare a sa este de aproape 220 de petaelectronvolți, mult peste ceea ce poate realiza orice accelerator de particule de pe Pământ.
Fizicienii de la MIT susțin o idee îndrăzneață, aceea că particula invizibilă ar putea proveni din resturile unei găuri negre, care s-a evaporat într-o explozie, nu prea departe de Pământ.
Neutrinii alunecă prin materie aproape fără a interacționa, așa că o detectare la o astfel de energie este rară. Telescopul KM3NeT din apropierea Siciliei a reconstituit traiectoria particulei ca fiind aproape orizontală, iar energia sa ca fiind extraordinară.
Dacă acea energie provine de la un singur accelerator cosmic, aceasta pune presiune pe surse familiare, cum ar fi stelele care explodează sau galaxiile active. Evenimentul se situează dincolo de tendința măsurată de detectoarele anterioare.
Pentru comparație, IceCube a captat odată un antineutrino electronic de 6,05 peta electron-volți la rezonanța Glashow. Acel eveniment important era deja o provocare pentru mecanismele cunoscute.
Explicația găurii negre primordiale
Găurile negre primordiale sunt obiecte compacte ipotetice formate la fracțiuni de secundă după Big Bang, când ondulațiile densității s-au prăbușit sub influența gravitației. Sunt mult mai mici decât găurile negre stelare găsite după moartea stelelor.
Datorită dimensiunii lor potențial minuscule, găurile negre primordiale ar putea fi și fierbinți, ceea ce contează pentru comportamentul lor pe termen lung. Radiația Hawking este scurgerea lentă de energie prezisă pentru găurile negre de teoria cuantică a câmpului în spațiu-timp curbat.
Pe măsură ce o gaură neagră radiază, pierde masă, iar temperatura sa crește, împingând spectrul la energii mai mari. Studiul a fost condus de Alexandra P. Klipfel de la Departamentul de Fizică al MIT. Experții au calculat câți neutrini ar ejecta o explozie finală și cât de des ar trebui să se întâmple astfel de evenimente în partea noastră a Căii Lactee.
Calculele echipei indică faptul că o explozie s-ar putea întâmpla suficient de aproape, determinând ca câțiva dintre neutrinii săi de cea mai mare energie să ajungă pe Pământ și să declanșeze un detector.
Câte găuri negre ar putea exploda?
„Nu avem nicio speranță de a detecta radiația Hawking de la găurile negre astrofizice, așa că, dacă vrem vreodată să o vedem, cele mai mici găuri negre primordiale sunt cea mai bună șansă a noastră”, a spus Klipfel.
Modelul a estimat că o explozie finală tipică ar emite aproximativ 10^20 de neutrini în apropierea energiilor relevante. De asemenea, sugerează că aproximativ 1.000 de astfel de găuri negre ar exploda pe parsec cub pe an la nivel local, un parsec fiind egal cu aproximativ 19 trilioane de mile (30 trilioane km).
Pentru a se alinia cu evenimentul KM3NeT, o explozie ar fi putut avea loc la aproximativ 2.000 de unități astronomice de Soare, aproximativ 186 de miliarde de mile (300 miliarde km), ceea ce este mult în afara traiectoriei lui Pluto, dar totuși în îndepărtatul Nor Oort. Șansa unui eveniment din apropiere care să trimită suficienți neutrini ultraenergetici către Pământ este de câteva procente pe o fereastră de un deceniu.
Aritmetica este precisă, dar nu inaccesibilă pentru un eveniment rar, având în vedere expunerea actuală. Dacă se înregistrează mai multe dintre aceste particule în timp, statisticile se vor ascuți, iar imaginea fie se va fixa, fie se va estompa. KM3NeT nu a văzut neutrinul în sine. A văzut urma unui muon creat atunci când neutrinul a interacționat în apropierea apei, împânzite de senzori.
