खगोल भौतिकी में, चरम घटनाओं के लिए अत्यधिक व्याख्या की आवश्यकता हो सकती है। कभी-कभी, इसका मतलब है कि कोई चीज़ क्या हो सकती थी – या वह क्या समझा सकती है, इसके लिए हर संभव विकल्प पर विचार करना।
2023 में, भूमध्य सागर में दफन एक डिटेक्टर ने एक असंभव रूप से शक्तिशाली न्यूट्रिनो सिग्नल देखा – जो मानवता के सबसे शक्तिशाली कण त्वरक द्वारा उत्पादित किसी भी चीज़ की तुलना में हजारों गुना अधिक ऊर्जावान है। लेकिन सिग्नल ने उत्तर की तुलना में अधिक सवाल उठाए, खासकर इसकी उत्पत्ति के संबंध में। अब, एक टीम एक महत्वाकांक्षी समाधान प्रदान करती है: अंधेरे इलेक्ट्रॉनों को लीक करने वाले प्राइमर्डियल ब्लैक होल का विस्फोट।
प्रस्ताव पर एक भौतिक समीक्षा पत्र पत्र, जो 10 फरवरी को प्रकाशन के लिए निर्धारित है, वर्तमान में arXiv पर प्रीप्रिंट के रूप में उपलब्ध है।
“फिलहाल, कोई नहीं जानता कि वास्तव में इस न्यूट्रिनो का कारण क्या है – हमारा प्रस्ताव एक संभावना है,” अध्ययन के वरिष्ठ लेखक और मैसाचुसेट्स एमहर्स्ट विश्वविद्यालय के एक कण भौतिक विज्ञानी एंड्रिया थैम ने गिज़मोडो को बताया। “समय के साथ हम अधिक ऊर्जावान कणों का निरीक्षण कर सकते हैं – या नहीं – और यह बताएगा कि हमारा प्रस्ताव है या नहीं ठीक है.”
सबसे शक्तिशाली “भूत कण”।
खरबों न्यूट्रिनो – लगभग द्रव्यमान रहित, तटस्थ रूप से आवेशित कण – हर सेकंड हमारे पास से गुजरते हैं, लेकिन हम उनके अस्तित्व को केवल तभी स्वीकार करते हैं जब ये तथाकथित “भूत कण” पृथ्वी पर कई विशाल न्यूट्रिनो डिटेक्टरों से टकराते हैं।
फरवरी 2023 में, अपरिभाषित मूल का एक न्यूट्रिनो भूमध्य सागर में माल्टा के तट पर स्थित यूरोपीय न्यूट्रिनो सुविधा KM3NeT की पहचान सीमा में प्रवेश कर गया। छोटे कण का ऊर्जा स्तर अथाह रूप से बड़ा था – दुनिया के सबसे शक्तिशाली त्वरक, सीईआरएन के लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर द्वारा उत्पादित किसी भी कण की तुलना में लगभग 30,000 गुना अधिक।
थैम ने कहा, “यह उम्मीद नहीं थी कि इतनी उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो देखी जाएगी, और कोई ज्ञात खगोलभौतिकीय स्रोत नहीं थे।”
दरअसल, यह संकेत कई कारणों से भौतिकविदों के लिए एक पहेली था। एक के लिए, न्यूट्रिनो केवल KM3NeT को दिखाई दिया, लेकिन आइसक्यूब जैसे प्रयोगों को नहीं। वास्तव में, समान रूप से सक्षम डिटेक्टर ने “न केवल घटना को पंजीकृत नहीं किया।” [but] शोधकर्ताओं ने एक बयान में बताया, ”अपनी शक्ति के सौवें हिस्से के साथ भी कभी किसी चीज़ को नहीं देखा था।”
अदृश्य को देखने के लिए असंभव का प्रयास करें
थाम और उनके सहयोगियों का मानना है कि इसका उत्तर मौलिक ब्लैक होल की विचित्र विशेषताओं में निहित हो सकता है – एक मरते हुए तारे के विपरीत बिग बैंग से पैदा हुए काल्पनिक ब्लैक होल। खगोलविदों ने अभी तक वास्तव में किसी को भी नहीं देखा है, हालांकि उन्हें संदेह है कि ऐसे प्राचीन ब्लैक होल पृथ्वी के समान द्रव्यमान वाले “पंख के वजन वाले” निकाय होंगे।
जैसा कि स्टीफन हॉकिंग ने 1970 के दशक में बताया था, ब्लैक होल विकिरण करते हैं [a phenomenon referred to as Hawking radiation] और इस तरह द्रव्यमान कम हो जाता है,” थैम ने गिज़मोडो को समझाया। उन्होंने कहा, एक ब्लैक होल का द्रव्यमान उसके तापमान के व्युत्क्रमानुपाती होता है, इसलिए हल्के प्राइमर्डियल ब्लैक होल गर्म हो जाएंगे और और भी अधिक विकिरण करेंगे और मानक ब्लैक होल की तुलना में तेजी से अपना द्रव्यमान खो देंगे।
लेकिन नये शोध में कोई दिलचस्पी नहीं है कोई मौलिक ब्लैक होल. इसके बजाय, यह एक “अर्ध-चरम प्राइमर्डियल ब्लैक होल” की व्यवहार्यता पर विचार करता है। पेपर के अनुसार, इस विशेष प्रकार के ब्लैक होल में “डार्क इलेक्ट्रॉनों” के अदृश्य द्रव्यमान द्वारा हॉकिंग विकिरण को दबा दिया जाता है, जो नियमित इलेक्ट्रॉनों के बहुत भारी लेकिन काल्पनिक समकक्ष होते हैं।
हालाँकि, अंततः, ब्लैक होल के चारों ओर का काला विद्युत क्षेत्र इतना शक्तिशाली हो जाता है कि भारी डार्क इलेक्ट्रॉन भी ब्लैक होल से लीक होने लगते हैं। जब ऐसा होता है, तो ब्लैक होल अपना (डार्क) चार्ज बहुत तेज़ी से खो देता है, जिससे मात्र कुछ सेकंड तक चलने वाला एक विशाल विस्फोट होता है, थैम ने गिज़मोडो को समझाया।
इसका मतलब यह है कि विस्फोट केवल ऊर्जा स्तरों की एक विशिष्ट सीमा के भीतर न्यूट्रिनो उत्सर्जित करता है। और यदि यह आम तौर पर आइसक्यूब द्वारा कैप्चर किए गए ऊर्जा स्तरों के साथ मेल खाता है, तो यह समझा सकता है कि 2023 सिग्नल केवल KM3NeT के रडार में क्यों दिखाई देता है, पेपर ने समझाया।
सच्चाई अंधेरे में रहती है
यह मॉडल कई दिलचस्प विचारों का मनोरंजन करता है लेकिन यह स्वीकार किया जाता है कि यह कई काल्पनिक धारणाओं पर निर्भर करता है। जैसा कि थैम ने नोट किया है, यह अति-शक्तिशाली न्यूट्रिनो की उत्पत्ति के लिए कई प्रतिस्पर्धी खातों में से एक है। निकट भविष्य में, भौतिक विज्ञानी स्वीकार्य निष्कर्ष पर पहुंचने के लिए नोट्स की तुलना करेंगे।
“हालाँकि हम अपने पेपर में भौतिकी के बारे में बहुत उत्साहित हैं, इसका मतलब यह नहीं है कि यह निश्चित रूप से न्यूट्रिनो की उत्पत्ति की सही व्याख्या है,” उसने कहा। “यह बताने के लिए कि कौन सा सही है, अधिक सैद्धांतिक विश्लेषण और प्रयोगात्मक डेटा की आवश्यकता होगी।”
