În februarie 2025, o echipă de cercetători europeni a făcut o descoperire uluitoare: un neutrin cu o energie de 100 PeV (petaelectronvolți). Detectat de colaborarea KM3NeT, o rețea de detectoare subacvatice situate în Marea Mediterană, acest neutrin este mult mai puternic decât cei detectați de cel mai mare accelerator de particule din lume, Large Hadron Collider (LHC). Descoperirea acestei particule extrem de energetice i-a captivat imediat pe astrofizicieni, deoarece ar putea fi legată de un fenomen cosmic teoretizat anterior, dar niciodată observat: explozia unei găuri negre primordiale.
Neutrinii sunt particule subatomice aproape invizibile care interacționează foarte puțin cu materia. Aceste caracteristici le fac extrem de dificil de detectat. Cu toate acestea, știm că ele joacă un rol vital în înțelegerea evenimentelor cosmice extreme. Aceste particule pot călători de fapt prin univers fără a fi perturbate de materia în calea lor. Astfel, ele pot transporta informații despre fenomene misterioase și invizibile, precum găurile negre. Detectarea acestui neutrin de foarte mare energie este, prin urmare, mult mai mult decât o simplă curiozitate: ne-ar putea dezvălui secrete inaccesibile anterior despre originea și evoluția universului.
Pentru a înțelege această descoperire, este crucial să înțelegem ce sunt găurile negre. Aceste obiecte masive au o forță gravitațională atât de intensă încât nimic, nici măcar lumina, nu le poate scăpa. Cu toate acestea, conform lucrării celebrului fizician Stephen Hawking, acestea nu sunt complet negre. În schimb, ele emit radiații foarte slabe, numite radiații Hawking, care se datorează interacțiunilor complexe dintre orizontul evenimentelor (limita dintre gaura neagră și discul de acreție) și câmpurile cuantice. Această radiație este o consecință a modului în care particulele și antiparticulele se formează în apropierea găurii negre, unele fiind absorbite în timp ce altele scapă, creând astfel un flux de energie. De-a lungul timpului, această radiație provoacă încet „evaporarea” găurilor negre. În ultimele momente ale existenței lor, cele mai mici pot exploda într-o erupție violentă de particule și radiații. Dacă o gaură neagră primitivă ar ajunge în acest stadiu, ar putea genera neutrini de energie la fel de mari ca cei detectați de KM3NeT.
Dar atunci, de ce ar putea această detectare să se refere la o gaură neagră primordială? Găurile negre primordiale sunt găuri negre ipotetice create în primele momente ale universului, în timpul Big Bang-ului. Ideea vine din teoriile inflației cosmice, o fază în care universul s-a extins rapid, creând suficientă turbulență energetică pentru a forma găuri negre de masă extrem de mică. Acestea ar fi atât de compacte încât masa lor ar putea fi echivalentă cu cea a câtorva elefanți concentrați într-o dimensiune mult mai mică decât cea a unui atom. Marea întrebare este de ce aceste găuri negre ar fi putut supraviețui până astăzi. În teorie, o gaură neagră primordială ar fi trebuit să se evaporeze cu mult timp în urmă. O nouă ipoteză, prezentată într-o postare pe serverul de preprinturi arXiv, intrigă comunitatea științifică: un fenomen cuantic numit „încărcare în memorie”. Acest fenomen ipotetic ar permite unei găuri negre să rețină informații despre trecutul său și să-și încetinească procesul de evaporare, extinzând astfel supraviețuirea pentru miliarde de ani înainte de a exploda. Pentru unii cercetători, acest neutrin detectat în februarie 2025 ar putea proveni apoi de la explodarea unuia dintre aceste obiecte. Oamenii de știință speră că această descoperire va fi un prim pas către o mai bună înțelegere a originii universului și a fenomenelor sale cele mai enigmatice. Dacă astfel de neutrini energetici provin din aceste găuri negre primitive, ar putea însemna că începem în sfârșit să dezvăluim secretele universului timpuriu.
