Согласно фундаментальным теоретическим представлениям, чёрные дыры не являются вечными монолитами пространства-времени. Они постоянно испускают едва уловимое излучение Хокинга, что неизбежно приводит к их термическому испарению. Наблюдение за этим процессом в масштабах Вселенной — задача почти невозможная: стандартной чёрной дыре требуется время, кратно превышающее возраст мироздания, чтобы заметно "похудеть".
Однако международная группа исследователей из Массачусетского университета в Амхерсте (UMass Amherst) утверждает, что человечество уже могло стать свидетелем финального аккорда жизни такого объекта. В центре внимания оказался высокоэнергетический нейтрино KM3-230213A, частица с энергией в 100 000 раз выше тех, что генерирует современная электроника и Большой адронный коллайдер.
Это открытие может стать ключом к пониманию природы тёмной материи и подтверждением процессов, выходящих за рамки Стандартной модели физики. Учёные предполагают, что мощный всплеск был вызван гибелью первичной чёрной дыры (ПЧД) — гипотетического реликтового объекта, сформировавшегося в первые мгновения после Большого взрыва.
Первичные чёрные дыры отличаются от привычных нам астрофизических объектов тем, что они рождались не из коллапсирующих звёзд, а из сверхплотных флуктуаций материи в ранней Вселенной. Благодаря своим скромным начальным размерам, к нашему времени они могли практически полностью испариться. Этот процесс напоминает термические аномалии, где интенсивность излучения растёт по мере уменьшения массы объекта.
"Чем легче черная дыра, тем она должна быть горячее и тем больше частиц она будет испускать", — поясняет соавтор исследования Андреа Тамм. По её словам, в финальной стадии испарения ПЧД превращается в настоящий неуправляемый взрыв, выбрасывающий потоки радиации и высокоэнергетических частиц, которые способны зафиксировать земные детекторы, если повезёт оказаться в нужном месте.
"Наблюдение высокоэнергетических нейтрино открыло нам новое окно во Вселенную. Теперь мы стоим на пороге экспериментальной проверки излучения Хокинга и получения доказательств существования частиц за пределами Стандартной модели", — в беседе с Pravda. Ru объяснил историк науки Сергей Белов.
Частица KM3-230213A стала настоящей сенсацией в научном сообществе. Чтобы породить нейтрино такой чудовищной энергии, во Вселенной должно было произойти событие эпохального масштаба. Сравнить это можно лишь с мощнейшими природными катастрофами, такими как вибрации Земли при глобальных оползнях, но в масштабах элементарных частиц.
Интересно, что этот сигнал был зафиксирован только установкой KM3NeT, в то время как другой крупный детектор, IceCube, не обнаружил ничего подобного. Такое расхождение заставило учёных искать более сложные модели. Если бы источником был обычный объект, оба детектора должны были отреагировать на поток частиц, подобно тому как наблюдения галилея всегда подтверждали определённые фазы планет.
| Параметр нейтрино | Значение |
|---|---|
| Название события | KM3-230213A |
| Энергия относительно коллайдера | В 100 000 раз выше |
| Предполагаемый источник | Испарение ПЧД |
"С точки зрения физики такие явления показывают, насколько мало мы знаем о процессах экстремальной плотности. Взаимодействие частиц в момент гибели чёрной дыры — это чистая лаборатория природы", — в разговоре с Pravda. Ru подметил учёный-физик Дмитрий Лапшин.
Для объяснения странного поведения нейтрино исследователи предложили теорию "тёмного заряда". По их мнению, первичные чёрные дыры могут быть носителями специфического заряда, взаимодействующего с тёмными электронами. Это делает их частью той самой невидимой субстанции, которую мы называем тёмной материей. Подобная скрытая угроза напоминает то, как утечка данных в цифровом мире может происходить незаметно для пользователя.
Если гипотеза верна, то популяция таких объектов во Вселенной огромна. Они не только испускают редкие частицы, но и влияют на общую структуру космоса. Изучение таких аномалий требует колоссальных ресурсов и создания суверенной научной инфраструктуры для обработки данных. Пока что ПЧД остаются лучшим кандидатом на роль "недостающего звена" в космологии.
"Любые аномальные выбросы энергии в глубоком космосе — это прямая подсказка к устройству нашей реальности. Мы видим лишь вершину айсберга материи", — рассказал Pravda. Ru астрофизик Алексей Руднев.
Да, согласно теории излучения Хокинга, чёрные дыры теряют массу и в конечном итоге испаряются, завершая свой цикл жизни мощным всплеском энергии.
Обычные чёрные дыры испаряются слишком медленно. Только первичные чёрные дыры малых размеров, созданные в момент Большого взрыва, успели подойти к критической черте за последние миллиарды лет.
Нейтрино почти не взаимодействуют с веществом, проходя сквозь стены и даже планеты. Как умные устройства собирают информацию незаметно для нас, так и нейтрино доносят сведения из самых недр разрушающихся космических гигантов.