Durante il 2023, il nostro pianeta è stato raggiunto da qualcosa di straordinariamente insolito proveniente dalle profondità cosmiche. Non si trattava di un asteroide né di un’emissione di raggi gamma, bensì di una particella pressoché invisibile: un neutrino. Apparentemente niente di eccezionale, ma c’è un particolare che ha sconvolto la comunità scientifica. L’intensità energetica di questa particella era talmente elevata da risultare, alla luce delle conoscenze attuali, quasi irrealizzabile.
Per dare un’idea delle proporzioni: possedeva un’energia circa 100.000 volte maggiore rispetto a quella generata dal Large Hadron Collider, il più formidabile acceleratore mai realizzato dall’essere umano. Nessun astro, nessun nucleo galattico attivo, nessun evento cosmico conosciuto potrebbe produrre un simile segnale. Quale potrebbe essere quindi la sua origine?
Secondo un team di ricercatori dell’University of Massachusetts Amherst, potremmo aver documentato un fenomeno senza precedenti: il collasso esplosivo di un buco nero antico.
Dalle origini dell’universo fino ai giorni nostri
I buchi neri “convenzionali” sono ormai oggetti relativamente familiari alla scienza. Si formano quando una stella di grande massa implode, creando una zona dello spazio-tempo con una gravità talmente estrema da intrappolare persino i fotoni. Sono corpi colossali, estremamente densi e sostanzialmente durevoli.
Negli anni Settanta, però, il celebre fisico Stephen Hawking ha introdotto un concetto rivoluzionario. Secondo le sue elaborazioni teoriche, nei primi istanti successivi al Big Bang l’universo potrebbe aver generato buchi neri antichissimi, minuscoli se confrontati con quelli stellari, originati non dal crollo di una stella ma dalle condizioni estreme dell’alba cosmica.
Questi oggetti, almeno sulla carta, presentano una peculiarità straordinaria: possono dissolversi. Quanto più sono ridotti, tanto più sono roventi. E quanto più sono roventi, tanto più rilasciano particelle mediante la cosiddetta radiazione di Hawking. Un meccanismo graduale ma inesorabile, che innesca una reazione a catena: il buco nero perde sostanza, si riscalda progressivamente e, infine, conclude la sua esistenza con un’eruzione.
Per decenni questa rimase pura speculazione teorica. Poi, nel 2023, l’apparato sperimentale della KM3NeT Collaboration ha intercettato quel neutrino anomalo, con un’intensità energetica che sembra progettata per destabilizzare i paradigmi consolidati.
Ed è proprio qui che la situazione diventa davvero intrigante. Perché un altro importante osservatorio, IceCube, non ha registrato alcun fenomeno analogo. Se questi eventi fossero frequenti, ci si aspetterebbe, non dovremmo essere costantemente investiti da neutrini ultra-energetici?
La soluzione proposta dagli studiosi americani è tanto articolata quanto stimolante.
La “carica nascosta”: l’elemento che potrebbe chiarire l’enigma
Secondo la ricerca, pubblicata su Physical Review Letters, alcuni buchi neri antichi potrebbero possedere una carica nascosta. In termini più accessibili, una forza analoga all’elettricità che conosciamo, ma appartenente a un dominio “oscuro” del cosmo, abitato da particelle ancora ipotetiche, come un elettrone oscuro, decisamente più massiccio di quello standard.
Questi buchi neri, definiti quasi-estremali, manifesterebbero comportamenti anomali rispetto ai modelli più elementari. Le loro eruzioni sarebbero sporadiche, estremamente violente e complesse da rilevare, giustificando perché un apparato abbia captato il neutrino mentre un altro no.
Ma le implicazioni vanno oltre. Se questa carica nascosta fosse reale, potrebbe fornire una spiegazione anche per uno dei più grandi enigmi della cosmologia: la materia oscura. Quella componente invisibile che non produce radiazione, ma che mantiene coese le galassie e condiziona lo sviluppo dell’universo.
Qualora l’ipotesi venisse validata, le ripercussioni sarebbero monumentali. Non solo otterremmo finalmente una conferma empirica della radiazione di Hawking, ma potremmo anche attestare l’esistenza dei buchi neri primordiali e identificare nuove particelle al di là del Modello Standard della fisica.
In sintesi, un singolo neutrino potrebbe averci dischiuso una prospettiva su come si è originato l’universo, su quale sia la sua vera composizione e su quali principi fondamentali lo regolino.
E mentre proseguiamo con le nostre attività quotidiane, là fuori, negli abissi cosmici, potrebbe esserci un buco nero microscopico che deflagra, lasciando un’impronta destinata a raggiungerci, miliardi di anni dopo.
Fonte: Physical Review Letters