Теоретизира се, че експлозия на първична черна дупка би наводнила Вселената с всички възможни частици.
Това би включвало установените частици от стандартния модел на физиката на елементарните частици , електрони, кварки и Хигс бозони , както и частици извън стандартния модел, като например частиците, които биха могли да съставят тъмната материя .
Това означава, че забелязването на такава експлозия би могло не само да разкрие съществуването на първични черни дупки, но и да реши множество загадки, свързани с частици отвъд стандартния модел.
„Не твърдим, че това със сигурност ще се случи това десетилетие, но може да има 90% вероятност да се случи“, каза в изявление член на екипа Майкъл Бейкър от Университета на Масачузетс, Амхърст. „Тъй като вече разполагаме с технологията за наблюдение на тези експлозии, би трябвало да сме готови.“
"Изпускат" ли информация Черните дупки?
Черните дупки се предлагат в различни маси и този факт е неразделна част от теорията на екипа.
Може би най-познатата концепция за черните дупки е така наречената черна дупка със звездна маса, с маси между 10 и 1000 пъти масата на слънцето. Тези черни дупки се раждат, когато масивните звезди достигнат края на ядреното си гориво и вече не могат да се издържат на собственото си гравитационно привличане. Това води до област от пространство-времето с гравитационно влияние, толкова голямо, че дори светлината не е достатъчно бърза , за да я избегне (което поставя „черното“ в черните дупки).
С маси, еквивалентни на милиони или дори милиарди слънца, свръхмасивните черни дупки са твърде масивни, за да са се родили от умиращи звезди; вместо това се предполага, че те се създават, когато по-малки черни дупки се сблъскват и сливат, както и във верига от прогресивно по-големи и по-големи сливания.
Междувременно, теоретизира се, че първичните черни дупки са много по-малки дори от черните дупки със звездна маса, като се очаква масите им да са от тези на гигантски планети до астероиди със среден размер. Теоретизира се, че първичните черни дупки не са били създадени от звезди, а в резултат на първоначалните колебания на плътността във Вселената моменти след Големия взрив.
Концепцията за експлодиращи черни дупки възниква през 1974 г., когато британският физик и научен популяризатор Стивън Хокинг предполага, че черните дупки „изпускат“ вид топлинно лъчение, което по-късно ще бъде наречено „лъчение на Хокинг“.
Излъчването на лъчение на Хокинг би довело до постепенно изпаряване на черната дупка, като този процес би завършил с експлозия. Температурата на това лъчение зависи от масата на излъчващата го черна дупка, но това е обратна зависимост; колкото по-голяма е масата на черната дупка, толкова по-ниска е „температурата на Хокинг“. Това би означавало също, че по-малките черни дупки са много по-горещи от пространството около тях, което означава, че те излъчват лъчение на Хокинг много по-бързо, губейки и без това по-малката си маса по-бързо от чудовищно масивните черни дупки.
И ето как според учените би трябвало да можем да ги забелязваме. „Колкото по-лека е една черна дупка, толкова по-гореща трябва да бъде и толкова повече частици ще излъчва. С изпаряването на първичните черни дупки те стават все по-леки и по-горещи, излъчвайки още повече радиация в неконтролируем процес до експлозия“, каза членът на екипа и изследовател от UMass Amherst Андре Там. „Именно тази радиация на Хокинг може да бъде открита от нашите телескопи.“
Следователно, астрономите би трябвало да могат да откриват първични черни дупки, но ако те съществуват, досега те се оказаха неуловими.
„Знаем как да наблюдаваме радиацията на Хокинг “, каза членът на екипа и изследовател от UMass Amherst Хоаким Игуас Хуан. „Можем да я видим с настоящите ни телескопи и тъй като единствените черни дупки, които могат да експлодират днес или в близко бъдеще, са тези първични черни дупки, знаем, че ако видим радиация на Хокинг, виждаме експлодираща първична черна дупка.“
Преди това шансът за откриване на експлодираща първична черна дупка се е смятал за безкрайно малък; обаче, както посочи Игуас Хуан, „нашата работа като физици е да поставяме под въпрос приетите предположения, да задаваме по-добри въпроси и да измисляме по-точни хипотези“.
Екипът постави под въпрос предположенията, като преосмисли теоретизираните твърдения за електрическия заряд на черните дупки. Черните дупки със звездна маса се считат за електрически неутрални и досега се предполагаше, че първичните черни дупки са същите.
„Правим различно предположение“, каза Бейкър. „Показваме, че ако се образува първична черна дупка с малък тъмен електрически заряд, тогава моделът на играчката предсказва, че тя трябва да бъде временно стабилизирана, преди окончателно да експлодира.“
Това води до експлозия на първична черна дупка, която се случва средно веднъж на всеки 10 години, а не веднъж на всеки 100 000 години.
Следващата стъпка за екипа е да се подготви за подобно засичане и да се възползва от това, което те предвиждат, че е 90% шанс за експлозия на първична черна дупка.
„Това би било първото в историята директно наблюдение както на лъчението на Хокинг, така и на PBH. Ще получим и окончателен запис на всяка частица, която изгражда всичко във Вселената“, каза Игуас Хуан. „Това би революционизирало напълно физиката и би ни помогнало да пренапишем историята на Вселената .“
