Крошечные чёрные дыры из космических столкновений ⚡ экспресс
Предложены три новых феноменологических теста теорий низкомасштабной квантовой гравитации, использующих рождение гравитонов и чёрных дыр в столкновениях космических лучей. Первый анализирует взаимодействия космических лучей с протонами, электронами и фотонами в активных ядрах галактик (AGN): данные по высокоэнергичным нейтрино от блазара TXS 0506+056 дают ограничение на фундаментальный масштаб гравитации M_f > 0,3 ТэВ; будущие нейтринные телескопы способны повысить предел до 200 ТэВ. Второй рассматривает сценарий столкновений пар космических лучей в областях AGN без коллимации или в системах двойных сверхмассивных чёрных дыр, что потенциально позволяет тестировать масштабы вплоть до M_f > 2 ПэВ. Третий вычисляет тепловое нейтринное излучение от хокинговского испарения рождённых чёрных дыр, спектр которого заметно отличается от ожидаемого при распадах мезонов. Также обсуждается гипотетический механизм генерации нейтрино и гамма-излучения без аналогов в других диапазонах — за счёт распространения гравитона с другой браны и его последующего распада в нашей Вселенной.
Космические лучи — частицы с чудовищной энергией — носятся во тьме межгалактического пространства. При лобовом столкновении их сила может сжаться в чёрную дыру размером с атом. Она не опасна: подобно капле на раскалённой сковороде, такая дыра мгновенно испаряется, разлетаясь потоком нейтрино — частиц-невидимок, которые не задерживает даже свинец. Этот процесс описал Стивен Хокинг.
Астрономы уже проанализировали нейтрино от галактики TXS 0506+056. Оказалось: если чёрные дыры и рождаются, то лишь при энергиях, где сама ткань пространства-времени ведёт себя странно. Будущие телескопы пойдут дальше. Интрига в детективе: при испарении такие дыры выдают равное число нейтрино всех сортов — аномалия, которую можно опознать среди шума. А если существуют дополнительные измерения, то часть нейтрино может нырять туда и возвращаться, порождая загадочные вспышки в пустоте. Это был бы намёк на скрытые реальности, в которых блуждают гравитационные волны.
🎯 Микрочёрная дыра с массой комара исчезла бы за 10^-27 с, высвободив энергию тонны тротила — но безопасно: почти всё уйдёт в нейтрино, которые пролетят сквозь вас, не заметив.
🎬 Идея частиц, утекающих в другие измерения, напоминает сериал «Грань», где параллельные вселенные обменивались необъяснимыми сигналами.