Физики из Университета Массачусетса в Амхерсте предложили новое объяснение происхождения нейтрино сверхвысокой энергии, зафиксированного три года назад подводным телескопом KM3NeT. Согласно их гипотезе, источник таких частиц — взрывы первичных черных дыр, обладающих особым «темным зарядом».
Регистрация крайне мощного нейтрино детектором KM3NeT в 2023 году стала неожиданностью для научного сообщества. Известные астрофизические процессы не позволяют объяснить появление частицы с энергией такого уровня. Ученые из Массачусетса считают, что речь может идти о редком событии — взрыве черной дыры.
Первичные черные дыры принципиально отличаются от объектов, возникающих при коллапсе массивных звезд. Они сформировались из сверхплотных флуктуаций материи в первые мгновения существования Вселенной. Масса таких объектов могла быть крайне небольшой — сопоставимой с массой горы или астероида, — при этом плотность оставалась колоссальной. Эти объекты представляют особый интерес, поскольку способны нести информацию о физических условиях раннего космоса.
Идея существования черных дыр, появившихся вскоре после Большого взрыва, была выдвинута Стивеном Хокингом в 1970-е годы. Согласно его расчетам, такие объекты должны терять массу за счет излучения частиц. По мере уменьшения массы температура черной дыры растет, что в итоге приводит к резкому выбросу энергии и взрыву.
Авторы новой работы развили эту концепцию, предположив существование квазиэкстремальных черных дыр. В их модели ключевую роль играет гипотетический темный заряд — аналог электрического, взаимодействующий с массивными «темными электронами». Такой механизм, по расчетам исследователей, способен порождать частицы с энергией, в сто тысяч раз превышающей возможности Большого адронного коллайдера. Препринт исследования размещен на сервере arxiv.
Детектор KM3NeT, размещенный на большой глубине в Средиземном море, зафиксировал самое энергичное нейтрино из всех, когда-либо наблюдавшихся. Этот сигнал не укладывался в рамки существующих моделей. Новая теория, предложенная физиками из Массачусетса, позволяет согласовать полученные данные и устранить расхождения между результатами различных обсерваторий.
Соавтор работы Андреа Тамм поясняет, что по мере уменьшения массы черной дыры растет ее температура, а интенсивность излучения увеличивается. Частицы становятся все более энергичными, процесс ускоряется и завершается взрывом. По оценкам исследователей, подобные события могут происходить примерно раз в десять лет.
В рамках этой модели взрывы первичных черных дыр рассматриваются как возможный источник нейтрино экстремальных энергий. Детектирование таких частиц открывает путь к изучению процессов, которые выходят за пределы Стандартной модели физики. Гипотеза о темном заряде также связана с поисками частиц темной материи, составляющей значительную часть массы Вселенной.
Авторы работы отмечают, что наблюдения нейтрино сверхвысокой энергии могут служить косвенным подтверждением излучения Хокинга и существования новых форм взаимодействия, ранее остававшихся исключительно теоретическими.
📅 5-02-2026, 20:10
