Pământul, lovit de o ”particulă fantomă” de o putere ”imposibilă”. Gaură neagră cât un vârf de ac ce emite ”călători în timp”
Stiri Stiinta Shutterstock Cristian Anton
Un neutrino supraîncărcat care s-a izbit de planeta noastră în 2023 ar fi putut fi expulzat de o gaură neagră primordială în plină explozie, cu o „sarcină întunecată”, scrie Live Science. Dacă este adevărată, această teorie ar putea duce la un catalog definitiv al tuturor particulelor subatomice și ar putea dezvălui identitatea evazivă a materiei întunecate.
”Particula fantomă”, cu o putere de-a dreptul ”imposibilă”, ar putea proveni de la o gaură neagră de mărimea unui vârf de ac, obiect cosmis capabil să emită inclusiv particule teoretice precum tahionii, care călătoresc în timp.
Cercetătorii susțin că o „particulă fantomă” incredibil de puternică, care s-a izbit recent de Pământ, ar fi putut proveni dintr-un tip rar de gaură neagră aflată în explozie.
Dacă este adevărat, evenimentul extraordinar s-ar putea dovedi o teorie care ar putea răsturna înțelegerea noastră atât asupra fizicii particulelor, cât și a materiei întunecate, susține echipa. Cu toate acestea, aceasta este doar o teorie și nu există dovezi directe care să confirme că acest lucru s-a întâmplat într-adevăr.
Citește și
La începutul anului 2023, cercetătorii de la Telescopul de Neutrino Kilometru Cub (KM3NeT) – o rețea masivă, nou construită, de senzori pe fundul Mării Mediterane – au detectat un neutrino, o particulă fantomatică care nu are aproape nicio masă și nu interacționează ușor cu majoritatea materiei.
Pe lângă ciudățenia tipică neutrinilor, această particulă specifică a fost remarcabilă pentru intensitatea sa neobișnuită. A lovit planeta noastră cu o energie estimată de până la 220 de cvadrilioane de electronvolți, ceea ce este de cel puțin 100 de ori mai puternic decât orice alt neutrino detectat până în prezent și de aproximativ 100.000 de ori mai mare decât orice s-a observat în acceleratoarele de particule construite de om, cum ar fi acceleratorul de particule Large Hadron Collider al CERN.
Explicarea imposibilului
Cercetătorii nu au fost inițial siguri ce a cauzat apariția acestui neutrino „imposibil”. Este posibil să se fi născut atunci când o rază cosmică a intrat în atmosfera Pământului, dezlănțuind o cascadă de particule de înaltă energie care au căzut pe suprafața planetei. Cu toate acestea, puterea sa fără precedent i-a determinat pe experți să presupună că trebuie să fi provenit dintr-un eveniment cosmic de înaltă energie pe care nu îl înțelegem pe deplin.
În noua lucrare, care a fost acceptată spre publicare în revista Physical Review Letters, un grup de cercetare consideră că a identificat în sfârșit ce a dat naștere neutrinului: o gaură neagră primordială (PBH) care explodează.
Găurile negre cu pereți suprapuși (PBH) sunt o clasă ipotetică de găuri negre extrem de mici – având potențial dimensiunea unui atom până la cea a unui cap de ac – și datând probabil din primele momente de după Big Bang. Conceptul a fost popularizat pentru prima dată de fizicianul britanic Stephen Hawking la începutul anilor 1970, care a sugerat, de asemenea, că aceste singularități miniaturale ar emite cantități mari de particule de înaltă energie, denumite radiații Hawking, pe măsură ce se evaporă lent. În teorie, acest lucru ar însemna și că au capacitatea de a exploda.
„Cu cât o gaură neagră este mai ușoară, cu atât ar trebui să fie mai fierbinte și cu atât va emite mai multe particule”, a declarat într-un comunicat Andrea Thamm, co-autoare a studiului și fizician teoretician la Universitatea din Massachusetts Amherst. „Pe măsură ce PBH-urile se evaporă, devin din ce în ce mai ușoare și, prin urmare, mai fierbinți, emițând și mai multe radiații într-un proces scăpat de sub control până la explozie”.
Unul dintre cele mai mari mistere care înconjoară neutrinul imposibil, pe lângă puterea sa imensă, este că nu a fost observat de alți detectori de neutrini din întreaga lume, cum ar fi Observatorul de Neutrini IceCube, îngropat sub suprafața înghețată a Antarcticii. Având în vedere că PBH-urile se presupune că sunt destul de comune în tot universul, ne-am putea aștepta în mod rezonabil ca particule la fel de puternice să fi fost detectate înainte sau după această posibilă descoperire, mai ales că numărul detectoarelor de neutrini crește rapid.
Cercetătorii au spus că acest lucru se datorează faptului că neutrinul a fost emis de un tip special de PBH, numit PBH cvasi-extrem, care are o „sarcină întunecată” – o versiune a forței electrice obișnuite care include o versiune foarte grea, ipotetică, a electronului numit „electron întunecat”.
Proprietățile întunecate ale acestui tip teoretic de PBH fac mai puțin probabilă detectarea exploziilor acestor găuri negre, au sugerat cercetătorii. De asemenea, este posibil ca unii dintre neutrinii mai puțin puternici detectați până în prezent să fie detectări parțial incomplete ale acestor evenimente, au adăugat ei.
„Un PBH cu o sarcină întunecată are proprietăți unice și se comportă în moduri diferite de alte modele de PBH mai simple”, a spus Thamm. „Am demonstrat că acest lucru poate oferi o explicație pentru toate datele experimentale aparent inconsistente”.
Răsturnarea înțelegerii cosmice
Deși noua cercetare sugerează existența PBH-urilor cvasi-extreme, nu le confirmă și nu dovedește că acestea explodează așa cum cred cercetătorii. Nici PBH-urile obișnuite nu au fost niciodată observate direct, deși există un consens puternic că acestea există.
Cu toate acestea, echipa este încrezătoare că nu va dura mult până când va fi demonstrat că aceste explozii întunecate sunt reale. Același grup de cercetare a prezis recent că există o probabilitate de 90% să vedem prima explozie a PBH cvasi-extremă până în 2035, ceea ce ar fi extrem de interesant din două motive principale.
În primul rând, aceste explozii ar fi atât de puternice încât probabil ar emite „un catalog definitiv al tuturor particulelor subatomice existente”, inclusiv entități cunoscute, precum bosonul Higgs; particule teoretizate, precum gravitonii sau tahionii care călătoresc în timp; și „tot ceea ce este, până acum, complet necunoscut științei”, au scris cercetătorii în declarație.
În al doilea rând, aceste găuri negre ar putea ajuta la dezvăluirea identității misterioase a materiei întunecate – substanța invizibilă pe care nu o putem vedea, dar a cărei forță gravitațională o putem detecta în aproape fiecare galaxie observată, inclusiv în Calea Lactee. Cercetătorii au scris că PBH-urile cvasi-extreme „ar putea constitui toată materia întunecată observată în univers”, așa că găsirea uneia ar putea ajuta la lămurirea acestui mister. În ciuda denumirilor similare, materia întunecată nu este direct legată de sarcina întunecată sau de electronii întunecați.
Vezi resurse educaționale aici
Cercetătorii, împreună cu alte câteva echipe din domeniile fizicii și cosmologiei, își țin acum respirația împreună pentru a vedea când ar putea fi detectată prima explozie.
Acest „eveniment incredibil” ar oferi o „nouă fereastră asupra universului” și ne-ar ajuta să „explicăm acest fenomen altfel inexplicabil”, a declarat autorul principal al studiului, Michael Baker, fizician teoretician la UMass Amherst.
NASA a descoperit cea mai apropiata gaura neagra de Terra. Ne inghite?
Sursa: StirilePROTV
gaura neagra, particule, pamant, calator in timp, energie,
Dată publicare:
Vezi articol complet la: Protv