Kun maailmankaikkeus yllättää: Neutriino, joka rikkoi kaikki ennätykset

Kuvittele partikkeli, joka on niin hurjalla energialla varustettu, että ihmisten tehokkain hiukkaskiihdytin näyttää leikkikalulta. Tällainen neutriino – lähes näkymätön hiukkanen, joka vilistää jatkuvasti avaruudessa – ilmestyi tutkijoiden ilmaisimiin vuonna 2023. Sen energia oli jopa sata tuhatta kertaa suurempi kuin mikään laboratoriopuristus.

Luin oikein. Sata tuhatta kertaa enemmän.

Ja kukapa tietää, mistä se tuli?

Perinteiset mustat aukot vastaan salaperäiset muinaiset

Olemme tottuneet siihen, että mustat aukot syntyvät massiivisten tähtien romahtaessa. Niiden painovoima on niin musertava, että valokin jää loukkuun. Huhuteltuahan tuo on.

Jo 1970-luvulla Stephen Hawking heitti ilmoille villin teorian. Entä jos mustia aukkoja syntyi heti alkuräjähdyksen jälkeen, murto-osasekunnissa? Näitä "primordiaalimustia aukkoja" ei ole suoraan havaittu, mutta laskelmat tukevat niiden olemassaoloa.

Hawking näytti, etteivät mustat aukot ole täysin mykkiä. Niiden reunoilla syntyy säteilyä ja hiukkasia. Mitä pienempi aukko, sitä kuumempi ja epävakaampi se on. Lopulta se räjähtää.

Arvoitus vaatii vastauksen

Massachusettsin yliopiston fyysikot Amherstissa epäilevät, että tuo superneutriino oli merkki primordiaalimustan aukon räjähdyksestä. Se on kuin savunsuukko vanhan mysteerin ratkaisussa – aukon tuho miljardeja vuosia sitten.

Ongelma on, että vain yksi ilmaisimen havaitsi sen. IceCube, jäätikön uumenissa oleva neutriinojahti, ei nähnyt pihaustakaan. Jos näitä räjähdyksiä tapahtuu vaikka kymmenen vuoden välein, miksi emme näe niitä useammin?

Tummat lataukset peliin

Tutkijat keksivät ratkaisun: entä jos näissä aukoissa olisi "tumma varaus"? Se on näkymätön voima, joka vaikuttaa tuntemattomien hiukkasten kautta.

Ideana on, että mustilla aukoilla on salainen ominaisuus. Tumma varaus tekisi räjähdyksistä harvinaisempia, voimakkaampia ja vaikeammin havaittavia. Teoria herättää sekä innostusta että epäilyksiä – tyypillistä fysiikalle.

Miksi tämä on iso juttu

Jos teoria pitää paikkansa, räjähdyksistä paljastuu hiukkasia, joita ei tunneta vakiomallissamme. Voimme löytää uutta ainetta, ymmärtää pimeää ainetta ja raottaa todellisuuden salaisuuksia.

Tämä ei ole pelkkää akateemista pohdintaa. Kyse on tiedon murroksesta, joka osuu kohdalle harvoin.

Todellinen kysymys

Näimmekö mustan aukon räjähtää? Emme tiedä. Juuri epävarmuus tekee tieteestä jännää. Amherstin porukka antoi työkalut tuleville havainnoille. Muut tutkijatkin seuraavat tarkasti.

Seuraavat kymmenen vuotta neutriinomaailmassa voivat olla hulvattomat.