Des trous noirs minuscules nés de collisions cosmiques express
Les rayons cosmiques — des particules d'une énergie phénoménale — filent dans l'obscurité de l'espace intergalactique. Lors d'une collision frontale, leur puissance pourrait se comprimer en un trou noir de la taille d'un atome. Pas de danger : telle une goutte d'eau sur une poêle brûlante, ce trou s'évaporerait instantanément, se dispersant en un flux de neutrinos — des particules fantômes que même le plomb ne peut arrêter. Ce processus a été décrit par Stephen Hawking.
Les astronomes ont déjà analysé les neutrinos de la galaxie TXS 0506+056. Résultat : si des trous noirs naissent, c'est uniquement à des énergies où la trame de l'espace-temps elle-même adopte un comportement étrange. Les futurs télescopes iront plus loin. L'intrigue tient en un détail : lors de leur évaporation, ces trous émettent un nombre égal de neutrinos de toutes sortes — une anomalie que l'on peut repérer dans le bruit de fond. Et si des dimensions supplémentaires existent, une partie des neutrinos pourrait y plonger puis en revenir, engendrant de mystérieuses lueurs dans le vide. Ce serait un indice de réalités cachées où errent les ondes gravitationnelles.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2510.11879
Cosmic ray collisions at high center of mass energy could enable graviton and black hole production as expected in theories of low-scale quantum gravity, such as extra-dimensions, many species, or some versions of string theory. Here we propose three novel phenomenological tests of these theories. We first consider the collision of cosmic rays with ambient protons, electrons and photons in Active Galactic Nuclei (AGN), finding that high-energy neutrino data from the blazar TXS 0506+056 places a constraint on the fundamental scale of gravity of $$M_f \gtrsim 0.3$$ TeV, and future high-energy neutrino data could raise this bound to $$M_f \gtrsim 200$$ TeV. We then point out that collisions of pairs of cosmic rays could occur at a sizable rate in AGN where the accelerated cosmic rays are not collimated, or on supermassive black hole binaries. This consideration could potentially let us test unprecedented large fundamental scales of $$M_f \gtrsim 2$$ PeV. We further compute the corresponding thermal neutrino emission arising from the Hawking evaporation of black holes produced in cosmic ray collisions, finding a spectrum that clearly differs from that expected in meson decays. Finally, we speculate with an scenario which would produce high-energy neutrino and gamma-ray emission from regions in the sky where no multi-wavelength counterparts would be expected, via graviton propagation from a different brane, which then decays in our Universe.
Un micro-trou noir de la masse d'un moustique disparaîtrait en $10^{-27}$ s, libérant l'énergie d'une tonne de TNT — mais sans danger : presque tout partirait en neutrinos qui vous traverseraient sans même vous remarquer.
L'idée de particules s'échappant vers d'autres dimensions évoque la série « Fringe », où des univers parallèles échangeaient des signaux inexplicables.