Возможное подтверждение теории Хокинга: ученые нашли следы черных дыр на дне океана

Новости МирТесен

Более полувека назад известный ученый в области астрофизики Стивен Хокинг высказал идею о том, что Большой взрыв мог рассеять по всей Вселенной микроскопические черные дыры. В настоящее время научные работники полагают, что им удалось зафиксировать признаки детонации одной из таких образований.

В феврале двадцать пятого года нашей эры европейский научный альянс KM3NeT, объединяющий подводные детекторы, расположенные у побережья Франции, Италии и Греции, сделал заявление о регистрации нейтрино с исключительной интенсивностью. Эта неуловимая частица обладает кинетической энергией порядка ста ПэВ – в двадцать пять раз превышающей энергетические показатели частиц, получаемых при работе Большого адронного коллайдера, являющегося самым передовым мировым инструментом для расщепления атомов.

Физики долгое время искали объяснение столь высокой энергии нейтрино. Однако теперь группа исследователей, не принимавшая участия в первоначальном обнаружении, выдвинула неожиданную гипотезу: нейтрино может свидетельствовать об испарении черной дыры. Предложение команды было изложено в статье, опубликованной в базе данных и еще не прошла рецензирование.

В 1970-х годах Хокинг пришел к выводу, что черные дыры не абсолютно черные. Напротив, в результате сложного взаимодействия между горизонтом событий черной дыры и квантовыми полями пространства-времени, они способны излучать медленный, но устойчивый поток энергии, который в настоящее время называется излучением Хокинга. Это указывает на то, что черные дыры подвержены испарению и в конечном итоге прекращают свое существование. Более того, уменьшение размеров черной дыры приводит к усилению излучения, пока она, по сути, не разрушится в мощном выбросе высокоэнергетических частиц и излучения, например нейтрино, зафиксированного коллаборацией KM3Net.

Все известные черные дыры обладают внушительными размерами, их масса превышает массу Солнца как минимум в несколько раз, а часто и значительно больше. Даже самым маленьким из обнаруженных черных дыр потребуется свыше 10^100 лет, чтобы прекратить свое существование. В случае, если нейтрино KM3NeT образовано взрывом черной дыры, она должна обладать значительно меньшей массой – порядка 10 000 килограммов. Это сопоставимо с весом двух взрослых африканских слонов, сжатых в черную дыру размером с атом.

Считается, что единственный известный механизм формирования таких микроскопических черных дыр – это хаотичные процессы, происходившие в ранней Вселенной. Эти процессы могли породить огромное количество «первобытных» черных дыр, рассеявшихся по космосу. Наиболее мелкие из них, возникшие в эпоху Большого взрыва, вероятно, уже распались, тогда как более массивные могли дожить до настоящего времени.

По мнению ученых, черное тело с массой всего десять тысяч граммов не могло бы просуществовать от начала эпохи Большого взрыва до настоящего времени. Тем не менее, исследователи предполагают наличие еще одного квантового явления – «квантовой памяти» – которое способно стабилизировать такие объекты. Благодаря этому гипотетическому механизму, черная дыра указанного размера могла бы оставаться стабильной на протяжении миллиардов лет, прежде чем в конечном итоге разрушится, испуская потоки высокоэнергетических нейтрино в сторону нашей планеты.

Первобытные черные дыры могли бы служить объяснением темной материи — таинственного вещества, которое составляет значительную долю всей массы во Вселенной – однако попытки их обнаружения пока не принесли успеха. Новое наблюдение может предоставить ценную подсказку для решения этой загадки. Специалисты выяснили, что если первобытных черных дыр с такой массой достаточно много, чтобы объяснить наличие темной материи, то они должны периодически взрываться. Согласно их расчетам, в случае подтверждения данной гипотезы, коллаборация KM3NeT сможет зарегистрировать еще один необычный нейтринный импульс уже в ближайшие годы.

В случае такого открытия нам, вероятно, потребуется существенно изменить наше понимание темной материи, высокоэнергетических нейтрино и физики ранней Вселенной.