Dok se znanstvena zajednica suočava s rezovima u proračunu i sve duljim rokovima za izgradnju novih istraživačkih centara, skupina astrofizičara predvođena timom sa Sveučilišta Johns Hopkins i Oxforda predlaže intrigantnu alternativu — korištenje supermasivnih crnih rupa kao prirodnih super-akceleratora čestica. Nova studija objavljena u časopisu Physical Review Letters sugerira da bi ove kozmičke strukture mogle služiti kao uvid u fiziku visoke energije, bez potrebe za izgradnjom akceleratora poput CERN-ova Velikog hadronskog sudarača (LHC).
Umjesto 30 milijardi dolara, pogled u središte galaksije
Veliki hadronski sudarač, najveći i najskuplji znanstveni instrument ikada izgrađen, već desetljećima služi kao ključni alat za otkrivanje temeljnih čestica. No, kako ističe suautor studije Joseph Silk, profesor astrofizike na Johns Hopkinsu i Oxfordu, dosad nije pronađen nijedan čvrst dokaz o postojanju tamne tvari, nevidljive komponente svemira koja čini oko 85 posto ukupne mase.
“Zato se raspravlja o izgradnji još snažnijeg akceleratora, vrijednog 30 milijardi dolara, čija bi gradnja trajala možda i 40 godina”, kaže Silk. “Ali dok mi planiramo, priroda možda već ima svoj ‘laboratorij’, supermasivne crne rupe.”
Crne rupe nisu samo kozmički usisavači materije. Mogu rotirati nevjerojatnim brzinama, stvarajući oko sebe moćne akrecijske diskove i izbacujući mlazove plazme koji sežu tisućama svjetlosnih godina daleko. U takvim ekstremnim uvjetima, pokazuje nova studija, dolazi do sudara protona i drugih čestica pri energijama koje su usporedive s onima koje generira najmoćniji ljudski akcelerator.
“U okolini brzo rotirajuće crne rupe, plin koji pada prema horizontu događaja može preuzeti dio rotacijske energije i izazvati lančane sudare čestica”, objašnjava Silk. “Neke čestice tada padaju u crnu rupu i zauvijek nestaju. No druge, zahvaljujući visokoj energiji, izlaze van, i upravo su te čestice potencijalno detektabilne na Zemlji.”
Čestice koje dolaze iz svemira
Znanstvenici vjeruju da bi se takve čestice mogle identificirati pomoću već postojećih detektora, poput IceCube opservatorija na Antarktici ili podvodnog neutrinskog teleskopa KM3NeT u Sredozemnom moru. Upravo je KM3NeT nedavno detektirao najenergičniji neutrino ikad zabilježen, što dodatno potiče sumnju da bi izvori mogli biti upravo crne rupe.
“Razlika između akceleratora i crne rupe je u tome što su crne rupe daleko”, kaže Silk. “Ali to ne znači da čestice koje emitiraju ne mogu doći do nas.”
Može li svemir biti naš sljedeći laboratorij?
Teoretski fizičar s Oxforda, dr. Andrew Mummery, koji je također suautor studije, smatra da ova otkrića otvaraju potpuno novu dimenziju u istraživanju tamne tvari i egzotičnih čestica. Ako se potvrdi da su crne rupe prirodni izvori ultra-visokoenergetskih sudara, znanstvenici će imati novu platformu za istraživanje fizike izvan granica trenutne tehnologije.
“Naravno, to ne znači da će crne rupe zamijeniti laboratorije na Zemlji”, kaže Silk. “Ali mogli bismo dobiti komplementarne podatke iz prirode, koji su potpuno besplatni i dostupni već sada, samo ih trebamo znati prepoznati.”
Važno je napomenuti da ova otkrića ne znače da ćemo uskoro napustiti laboratorijske akceleratore, ali ukazuju na fascinantnu mogućnost: da u potrazi za tajnama svemira možda ne moramo sve graditi sami. Dovoljno je pogledati prema središtu galaksije.
🔵 Pridružite se razgovoru!
Imate nešto za podijeliti ili raspraviti? Povežite se s nama na Facebooku i pridružite se zajednici znatiželjnih istraživača u našem Telegram kanalu. Za najnovija otkrića i uvide, pratite nas i na Google Vijestima.
