7 hours ago
2
Para ilmuwan mungkin menemukan tanda keberadaan lubang hitam primordial yang meledak, sebuah fenomena yang pertama kali diprediksi Stephen Hawking.(Victor de Schwanberg)
LIMA dekade yang lalu, astrofisikawan terkenal, Stephen Hawking berteori Big Bang mungkin telah membanjiri alam semesta dengan lubang hitam kecil. Sekarang, para peneliti percaya mereka mungkin melihat satu ledakan.
Pada Februari 2025, kolaborasi Eropa KM3NeT yang terdiri dari detektor bawah laut di lepas pantai Prancis, Italia, dan Yunani, mengumumkan penemuan neutrino yang sangat kuat. Partikel hantu ini memiliki energi sekitar 100 PeV, lebih dari 25 kali lebih energik daripada partikel yang dipercepat di Large Hadron Collider, penghancur atom paling kuat di dunia.
Fisikawan telah berjuang untuk menemukan penjelasan untuk neutrino yang begitu energik. Tetapi sekarang, tim peneliti yang tidak terlibat dalam deteksi asli telah mengusulkan hipotesis yang mengejutkan. Neutrino adalah tanda tangan lubang hitam yang menguap. Tim menjelaskan proposal mereka dalam sebuah makalah yang diunggah ke database arXiv dan belum ditinjau oleh rekan sejawat.
Lubang hitam Seukuran Gajah Milik Hawking
Tahun 1970-an, Hawking menyadari lubang hitam tidak sepenuhnya hitam. Sebaliknya, melalui interaksi kompleks antara cakrawala peristiwa lubang hitam dan medan kuantum ruang-waktu, mereka dapat memancarkan aliran radiasi yang lambat tetapi stabil, yang sekarang dikenal sebagai radiasi Hawking.
Ini berarti lubang hitam menguap dan akhirnya menghilang. Faktanya, ketika lubang hitam semakin kecil, ia memancarkan lebih banyak radiasi hingga pada dasarnya meledak dalam badai api partikel energi tinggi dan radiasi, seperti neutrino yang terlihat oleh kolaborasi KM3Net.
Tetapi semua lubang hitam yang diketahui sangat besar setidaknya beberapa kali massa matahari, dan seringkali jauh lebih besar. Ini akan memakan waktu lebih dari 10^100 tahun bahkan untuk lubang hitam terkecil yang diketahui untuk mati. Jika neutrino KM3NeT disebabkan lubang hitam yang meledak, itu harus jauh lebih kecil, sekitar 22.000 pon (10.000 kilogram). Itu seberat dua gajah Afrika yang sudah dewasa, dikompresi menjadi lubang hitam yang lebih kecil dari atom.
Satu-satunya cara potensial yang diketahui untuk menghasilkan lubang hitam sekecil itu adalah dalam peristiwa kacau Big Bang awal yang mungkin telah membanjiri kosmos dengan lubang hitam "primordial". Lubang hitam primordial terkecil yang dihasilkan dalam Ledakan Besar akan meledak sejak lama, sementara yang lebih besar mungkin bertahan hingga saat ini.
Sayangnya, lubang hitam seberat 22.000 pon seharusnya tidak bertahan dari Big Bang hingga hari ini. Tetapi para penulis menunjukkan mungkin ada mekanisme kuantum tambahan yang dikenal sebagai "beban memori" yang memungkinkan lubang hitam untuk menolak peluruhan. Ini akan memungkinkan lubang hitam seberat 22.000 pon bertahan selama miliaran tahun sebelum akhirnya meledak, mengirimkan neutrino berenergi tinggi ke Bumi dalam prosesnya.
Lubang hitam primordial merupakan penjelasan untuk materi gelap zat tak terlihat yang bertanggung jawab atas sebagian besar materi di alam semesta. Tetapi sejauh ini, pencarian mereka ternyata kosong. Wawasan baru ini dapat memberikan petunjuk yang menarik.
Para peneliti menemukan bahwa jika lubang hitam primordial dari rentang massa ini cukup melimpah untuk memperhitungkan semua materi gelap, mereka harus meledak secara teratur. Mereka memperkirakan bahwa jika hipotesis ini benar, kolaborasi KM3NeT akan melihat neutrino lain yang menghentikan pertunjukan dalam beberapa tahun ke depan. (Livescience/Z-2)
