Вчені заявили, що вибух чорної діри розміром менше атома досяг Землі

Дослідники Массачусетського технологічного інституту висунули нову гіпотезу щодо походження найенергійнішого нейтрино, яке коли-небудь реєстрували. У статті, опублікованій у Phys­i­cal Review Let­ters, вони припускають, що частинка могла утворитися внаслідок вибуху первинної чорної діри неподалік від Сонячної системи. Якщо це підтвердиться, йдеться про перше спостереження випромінювання Гокінга — процесу, який досі існував лише в теорії.

Первинні чорні діри — це гіпотетичні мікроскопічні аналоги звичайних чорних дір, які могли сформуватися невдовзі після Великого вибуху. За теорією, вони поступово випаровуються, виділяючи енергію. Наприкінці свого існування такі об’єкти стають надзвичайно гарячими та вибухають, викидаючи потік високоенергетичних частинок, серед яких можуть бути й нейтрино. Автори роботи підрахували, що якщо первинні чорні діри складають більшість темної матерії, то сьогодні частина з них у Чумацькому Шляху може саме переживати фінальний етап вибуху.

У лютому 2025 року підводний телескоп KM3NeT у Середземному морі зафіксував нейтрино з енергією понад 100 петаелектронвольт — значення, яке значно перевищує можливості людських прискорювачів частинок. Подібні, хоча й менш енергійні нейтрино, раніше спостерігали також в антарктичному детекторі Ice­Cube. За словами дослідників MIT, їхні розрахунки показують: вибух однієї первинної чорної діри на відстані приблизно у 2000 разів більшій, ніж відстань між Землею та Сонцем, міг би пояснити як ці події, так і інші рідкісні сигнали.

У фінальний момент життя така чорна діра, розміром менша за атом, здатна випромінити близько 10²⁰ нейтрино з енергіями, подібними до зафіксованих. За оцінками, ймовірність того, що вибух відбувся достатньо близько до Сонячної системи й частинки досягли Землі, становить близько 8% раз на 14 років. Хоча це не дуже велика ймовірність, дослідники вважають її достатньо серйозною, оскільки наразі жодне інше пояснення не здатне об’єднати всі спостереження.

Якщо гіпотеза підтвердиться, це буде подвійним відкриттям: по-перше, експериментальним підтвердженням випромінювання Гокінга, а по-друге, свідченням існування первинних чорних дір як головного кандидата на роль темної матерії, що складає близько 85% усієї матерії у Всесвіті. Автори підкреслюють, що майбутні детектори й нові серії спостережень за «надвисокоенергетичними» нейтрино можуть стати вирішальними у перевірці цієї ідеї.