Znanstvena zajednica suočena je s fenomenom koji prkosi poznatim zakonima astrofizike nakon što je 2023. godine zabilježen udar subatomske čestice, neutrina, s energijom koja se smatrala nemogućom ili geškom u mjerenju. Riječ je o razini energije koja je čak 100.000 puta veća od one koju može proizvesti Veliki hadronski sudarivač (LHC), najmoćniji akcelerator čestica na svijetu. Budući da u poznatom svemiru ne postoji identificirani izvor sposoban za generiranje takve snage, tim fizičara sa Sveučilišta Massachusetts Amherst ponudio je rješenje te nedoumice. Kao mogući izvor detektirali su eksploziju specifične vrste crnih rupa.
Mehanizam “isparavanja”
Prema istraživanju objavljenom u časopisu Physical Review Letters, izvor ovih čestica mogle bi biti “kvazi-ekstremne primordijalne crne rupe”. Za razliku od uobičajenih crnih rupa koje nastaju kolapsom zvijezda, primordijalne crne rupe (PBH) teoretski su nastale u ekstremnim uvjetima neposredno nakon Velikog praska. Iako su iznimno guste, one mogu biti znatno lakše od zvjezdanih crnih rupa, a prema teoriji Stephena Hawkinga, s vremenom emitiraju zračenje i “isparavaju” kroz Hawkingovo zračenje.
Autori studije objašnjavaju da što je crna rupa lakša, to postaje toplija i emitira više zračenja. Ovaj proces dovodi do efekta samopojačavanja, koji kulminira snažnom eksplozijom. Takvi događaji, prema procjenama tima, mogli bi se događati svakih desetak godina, a moderni instrumenti za promatranje svemira sposobni su ih registrirati – samo ako znamo što tražiti.
Uloga “tamnog naboja”
Ipak, detekcija “nemogućeg” neutrina 2023. godine donijela je nove nejasnoće. Dok je kolaboracija KM3NeT zabilježila događaj, sličan eksperiment pod nazivom IceCube nije registrirao ništa slično, unatoč tome što bi učestale eksplozije crnih rupa trebale preplaviti Zemlju visokoenergetskim neutrinima. Kako bi objasnili ovo nepodudaranje u podacima, istraživači su uveli koncept “tamnog naboja”.
Prema ovom radu, kvazi-ekstremne primordijalne crne rupe posjeduju tamni naboj, koji je zapravo kopija uobičajene električne sile, ali uključuje hipotetsku, tešku verziju elektrona nazvanu “tamni elektron”. Ovaj kompleksniji model omogućuje objašnjenje zašto su eksperimentalni podaci naizgled nedosljedni. Upravo te jedinstvene karakteristike crnih rupa s tamnim nabojem omogućuju njihovo ponašanje koje se razlikuje od jednostavnijih teoretskih modela.
Jeremy Schnittman / NASA Goddard Space Flight Center
Osim što rješava zagonetku neutrina, ovaj bi model mogao pružiti odgovor na jedno od najvećih pitanja moderne fizike – prirodu tamne tvari. Istraživači ističu da bi postojanje značajne populacije ovakvih crnih rupa bilo u skladu s astrofizičkim opažanjima galaksija i kozmičkog mikrovalnog pozadinskog zračenja. Verifikacija Hawkingova zračenja i ovih čestica mogla bi otvoriti novi prozor u razumijevanje svemira izvan Standardnog modela fizike.
Prema kalkulacijama, šansa da se eksplozija ovog tipa crne rupe dogodi u narednih 10 godina je 90%, a to otkriće bilo bi prvo izravno opažanje Hawkingovog zračenja. Eksplozija primordijalne crne rupe služila bi kao svojevrsni prirodni katalog svih subatomskih čestica, uključujući i one koje su znanosti trenutno nepoznate ili samo hipotetske i dala bi odgovore na mnoga otvorena pitanja – ali samo ako se nova teorija potvrdi.
Datum i vrijeme objave: 08.02.2026 – 18:49 sati
