Je vesmír plný primordiálních černých děr? Kredit: Ingrid Bourgault, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Experiment KM3NeT Collaboration (Cubic Kilometre Neutrino Telescope) loví neutrina ve Středozemním moři. V roce 2023 do experimentu narazilo neutrino s tak zběsilou energií, že to bylo předtím považováno za nemožné. Mělo energii kolem 100 PeV, což asi 100 tisíckrát převyšuje rekordně vysoké energie částic „upečených“ na LHC. Neznáme žádný zdroj ve vesmíru, co by tohle dokázal.

Andrea Thamm. Kredit: Umass Amherst.

Andrea Thammová z University of Massachusetts Amherst (Umass Amherst) a její kolegové ale nedávno navrhli, že nemožně energetické neutrino přiletělo z exploze kvazi-extremální primordiální černé díry (quasi-extremal primordial black hole). Primordiální černé díry jsou stále jen ryze hypotetické. Pokud mají Thammová a spol. pravdu, bylo by to nejen vysvětlení nemožně energetického neutrina, ale také ověření existence primordiálních černých děr a nejspíš i odhalení temné hmoty. Byl by to průlom, jaký teď fyzika potřebuje.

Stavba experimentu KM3NeT. Kredit: Edewolf, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Primordiální černé díry předpověděl před půl stoletím Stephen Hawking. Měly vzniknout na samotném počátku vesmíru, řekněme ze žmolků vesmírné kaše, v místech s největším zahuštění velmi husté mladičké hmoty vesmíru. Zatím je ale nikdo nenašel. Masivní primordiální černé díry nejspíš neexistují, ty by nejspíš prozradily gravitační čočky. Malé primordiální černé díry by se zase měly rychle vypařit Hawkingovým zářením, takže je otázkou, zda nějaké přežily až do dnešní doby.

Tým Umass Amherst věří, že ano. Podle nich odpovídají pozorováním experimentu KM3NeT a také antarktické observatoře IceCube právě zmíněné kvazi-extremální primordiální černé díry. Kvazi-extremální znamená, že se černá díra velmi blíží teoretické hranici maximálního úhlového momentu (rotace) nebo elektrického náboje pro danou hmotnost.

Kvazi-extremální primordiální černé díry by měly mít temný náboj (dark charge), temnou variantu klasického elektrického náboje, v němž roli elektronu přebírá velmi těžký temný elektron (dark electron). Všechno tohle je totálně hypotetické. Pokud se ale ukáže, že temný náboj s temnými elektrony existuje, bude to průlom za Standardní model částic, ověření existence primordiálních černých děr a vysvětlení temné hmoty. Tak uvidíme.

Video: talk on Collider probes of axion-like particles given by Andrea Thamm

Literatura

University of Massachusetts Amherst 3. 2. 2026.

Physical Review Letters online 18. 12. 2025.