Dovezi pentru teoria lui Stephen Hawking despre găurile negre ar fi fost găsite pe Pământ

Dovezile pentru teoria lui Stephen Hawking despre găurile negre s-ar putea afla pe Pământ. În urmă cu cinci decenii, renumitul astrofizician Stephen Hawking a teoretizat că Big Bangul ar fi putut umple Universul cu găuri negre minuscule. Acum, cercetătorii cred că au asistat la explozia uneia dintre ele.

Dovezile pentru teoria lui Stephen Hawking despre găurile negre s-ar putea afla chiar pe Pământ. În februarie 2025, colaborarea europeană KM3NeT, un proiect care utilizează detectoare subacvatice amplasate în largul coastelor Franței, Italiei și Greciei, a anunțat descoperirea unui neutrin extrem de energetic. Această particulă fantomatică avea o energie de aproximativ 100 PeV, de peste 25 de ori mai mare decât energia particulelor accelerate în Large Hadron Collider, cel mai puternic accelerator de particule din lume.

Fizicienii s-au confruntat cu dificultăți în explicarea unei astfel de energii ridicate. Însă, acum, o echipă de cercetători care nu a fost implicată în detectarea inițială a propus o ipoteză surprinzătoare: neutrinul ar putea fi semnătura unei găuri negre care se evaporă. Această teorie a fost descrisă într-o lucrare publicată pe platforma arXiv, deocamdată fără a fi supusă procesului de evaluare inter pares.

Teoria lui Stephen Hawking despre găurile negre

În anii 1970, Hawking a demonstrat că găurile negre nu sunt complet „negre”. Datorită interacțiunilor complexe dintre orizontul de evenimente al găurii negre și câmpurile cuantice ale spațiu-timpului, acestea emit un flux lent, dar constant, de radiație, fenomen cunoscut astăzi sub numele de radiație Hawking. Acest proces determină evaporarea și, în final, dispariția găurii negre. Pe măsură ce devine tot mai mică, gaura neagră emite o cantitate din ce în ce mai mare de radiație, până când ajunge să explodeze într-o furtună de particule și energie, exact ca neutrinul detectat de KM3NeT.

Totuși, toate găurile negre cunoscute sunt extrem de masive, având cel puțin de câteva ori masa Soarelui și, adesea, mult mai mult. Cele mai mici găuri negre observate ar avea nevoie de peste 10¹⁰⁰ ani pentru a se evapora complet. Dacă neutrinul detectat de KM3NeT provine din explozia unei găuri negre, aceasta trebuie să fi fost mult mai mică, de aproximativ 10.000 de kilograme, echivalentul a doi elefanți africani adulți, dar comprimată într-un obiect mai mic decât un atom.

Singurul mod cunoscut prin care ar putea fi create astfel de găuri negre minuscule este prin evenimentele haotice din timpul Big Bangului, care ar fi putut genera un număr mare de găuri negre „primordiale”. Cele mai mici dintre acestea s-ar fi evaporat de mult, însă cele mai mari ar putea exista și în prezent. Cu toate acestea, o gaură neagră de 10.000 de kilograme nu ar fi trebuit să supraviețuiască din perioada Big Bangului până astăzi.

O posibilă explicație din spatele descoperirii

Autorii studiului sugerează o posibilă explicație pentru descoperire: un mecanism cuantic suplimentar, cunoscut sub numele de „memory burden”, care ar putea încetini procesul de evaporare. Acest mecanism i-ar putea permite unei găuri negre de această dimensiune să supraviețuiască miliarde de ani înainte de a exploda și de a trimite un neutrin extrem de energetic spre Pământ.

Găurile negre primordiale sunt considerate de unii fizicieni o posibilă explicație pentru materia întunecată, substanța invizibilă care reprezintă cea mai mare parte a masei Universului. Până acum, însă, toate încercările de a detecta astfel de obiecte au eșuat. Descoperirea neutrinului ar putea fi un indiciu important în această căutare.

Cercetătorii au estimat că dacă găurile negre primordiale de această dimensiune sunt suficient de abundente pentru a explica materia întunecată, ar trebui să explodeze periodic. Dacă această ipoteză este corectă, colaborarea KM3NeT ar trebui să detecteze un alt neutrin de energie extremă în următorii câțiva ani.

Dacă o astfel de detecție va avea loc, am putea fi nevoiți să regândim complet modul în care înțelegem materia întunecată, neutrinii de înaltă energie și chiar fizica Universului timpuriu, scrie Live Science.

Vă recomandăm să citiți și:

Atunci când asteroizii lovesc Pământul, un material mai dur decât diamantele se formează

Astronomii au găsit o planetă posibil locuibilă la 20 de ani-lumină de Sistemul Solar

Ceasurile atomice și laserele ne pot ajuta să detectăm materia întunecată, sugerează un studiu

Un dispozitiv cuantic ar putea prezice cum se va sfârși Universul