Решение загадки темной материи и излучения Хокинга: что создало самую мощную частицу-призрак

Физики представили теоретическое обоснование того, что обнаруженное ранее в этом году нейтрино с самой высокой энергией может быть продуктом взрыва первичной черной дыры за пределами нашей Солнечной системы. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, пишет Phys.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Нейтрино с самой высокой энергией

Нейтрино иногда называют частицами-призраками из-за того, что их сложно обнаружить, хотя триллионы этих частиц каждую секунду проходят через наши тела. Нейтрино являются самыми распространенными частицами во Вселенной.

В феврале этого года с помощью детектора KM3NeT физики обнаружили нейтрино с самой высокой энергией среди всех известных. Его энергия составляла 100 петаэлектронвольт. Один петаэлектронвольт равен энергии 1 квадриллиона электрон-вольт. Также детектор IceCube зафиксировал несколько нейтрино с немного меньшей энергией. Эти частицы не поддаются объяснению, ведь непонятно, что их могло создать.

Авторы исследования предполагают, что нейтрино с самой высокой энергией и частицы-призраки с более низкой энергией могли возникнуть в результате неизбежной смерти первичной черной дыры за пределами Солнечной системы.

Первичная черные дыра

Первичные черные дыры являются гипотетическими объектами, которые еще никто не видел. Считается, что это микроскопические версии более известных обычных черных дыр, распространенных во Вселенной и возникающих после взрыва массивных звезд. Физики считают, что первичные черные дыры возникали в первые секунды после Большого взрыва. Может быть они и являются загадочной темной материей, составляющей 85% массы Вселенной.

Согласно теории физика Стивена Хокинга, все черные дыры со временем испаряются, то есть теряют энергию, уменьшаются в размерах и исчезают. Испарение черных дыр происходит с помощью излучения Хокинга. Чем сильнее излучение, тем черная дыра выбрасывает в космос больше частиц с высокой энергией. Авторы исследования считают, что перед тем, как черная дыра исчезнет, происходит взрыв, и в космос улетают частицы с наиболее высокой энергией. Весь этот процесс применим и к первичным черным дырам.

По оценкам физиков, во время последнего взрыва первичной черной дыры, когда она имеет размер меньше атома, должен происходить выброс примерно 10 в 20 степени нейтрино с энергией около 100 петаэлектронвольт.

Ученые считают, что в нашей части галактики Млечный Путь ежегодно должно взрываться около 1000 первичных черных дыр на кубический парсек. Парсек — это примерно 3 световых года или почти 30 триллионов километров.

Физики подсчитали, что если первичные черные дыры составляют большую часть темной материи, то часть этих черных дыр должна сейчас взрываться по всей галактике. Расчеты показывают, что раз в 14 лет относительно близко к Солнечной системе может происходить последний взрыв первичной черной дыры, который производит нейтрино с самой высокой энергией, способные достичь детекторов.

Если теория верна, то она подтвердит теорию Стивена Хокинга и решит загадку темной материи

Для подтверждения теории нужно большее количество частиц-призраков с невероятно высокой энергией. Если же теория верна, то недавнее обнаружение нейтрино с самой высокой энергией стало бы первым наблюдением излучения Хокинга, которое еще никто не видел напрямую. Также это может стать повреждением того, что первичные черные дыры существуют и что они составляют большую часть темной материи.

Как уже писал Фокус, неожиданный "Крест Эйнштейна" показал скрытую темную материю. По слова астрономов, они получили неожиданную фотографию так называемого "Креста Эйнштейна", которое состояло не из четырех, а из пяти объектов. Такого не должно было быть. Оказалось, что причина странного явления кроется в невидимой материи.

Также Фокус писал о том, что украинский беспилотник уничтожил знаменитый радиотелескоп, который использовался для отправки сообщений внеземным цивилизациям.