Buzz
Nếu sự kiện này xảy ra, chúng ta buộc phải xem xét lại toàn bộ lý thuyết về vật chất tối, bản chất của các hạt neutrino năng lượng cao, và cả những nguyên lý vật lý trong thời kỳ đầu của vũ trụ.
Cách đây khoảng 50 năm, nhà vật lý lý thuyết lừng danh Stephen Hawking đã đưa ra một giả thuyết đầy táo bạo: vụ nổ Big Bang có thể đã tạo ra vô số hố đen siêu nhỏ tràn ngập khắp vũ trụ. Đến nay, lý thuyết này vẫn chưa được chứng minh rõ ràng. Tuy nhiên, một khám phá mới dưới đáy biển có thể thay đổi hoàn toàn cục diện.
Vào tháng 2 năm 2025, nhóm nghiên cứu KM3NeT—với hệ thống thiết bị dò neutrino đặt dưới đáy biển gần bờ biển Pháp, Ý và Hy Lạp—đã công bố việc phát hiện một hạt neutrino cực kỳ mạnh. Đây là loại hạt "ma quái" hầu như không tương tác với vật chất, và đặc biệt, hạt neutrino này có năng lượng lên tới khoảng 100 PeV, gấp hơn 25 lần năng lượng mà máy gia tốc hạt LHC—cỗ máy mạnh nhất thế giới—có thể tạo ra.
Các nhà vật lý trên toàn cầu đang đau đầu tìm cách lý giải nguồn gốc của hạt neutrino kỳ lạ này. Mới đây, một nhóm nghiên cứu độc lập (không tham gia vào phát hiện ban đầu) đã đưa ra một giả thuyết gây chấn động: hạt neutrino này có thể là dấu hiệu của một hố đen siêu nhỏ vừa "bốc hơi" và phát nổ. Nhóm nghiên cứu đã trình bày giả thuyết này trong một bài báo đăng trên cơ sở dữ liệu arXiv (bài viết chưa được bình duyệt).
Trở lại những năm 1970, Stephen Hawking đã nhận ra rằng hố đen thực chất không hoàn toàn "đen tối". Thay vào đó, do tương tác lượng tử tại ranh giới sự kiện của hố đen, nó liên tục phát ra một lượng nhỏ bức xạ, được gọi là bức xạ Hawking. Điều này đồng nghĩa với việc hố đen sẽ mất dần năng lượng, thu nhỏ kích thước và cuối cùng bốc hơi, thậm chí phát nổ, giải phóng các hạt có năng lượng cực lớn, chẳng hạn như neutrino vừa được KM3NeT phát hiện.
Tuy nhiên, tất cả các hố đen mà chúng ta biết hiện nay đều có kích thước khổng lồ, với khối lượng gấp ít nhất vài lần Mặt Trời, và cần thời gian cực kỳ dài (hơn 10¹⁰⁰ năm) để hoàn toàn tan biến. Để tạo ra một vụ nổ neutrino như KM3NeT vừa quan sát được, hố đen gây ra vụ nổ đó phải nhỏ hơn rất nhiều: khoảng 10.000 kg, tương đương hai con voi châu Phi trưởng thành, nhưng được nén vào một không gian nhỏ hơn cả một nguyên tử.
Hiện nay, cách duy nhất để hình thành những hố đen siêu nhỏ này là thông qua các sự kiện hỗn loạn trong giai đoạn đầu của vũ trụ, ngay sau vụ nổ Big Bang. Những hố đen nguyên thủy nhỏ nhất sẽ nhanh chóng bốc hơi từ lâu, trong khi những hố đen lớn hơn vẫn tồn tại bền bỉ cho đến ngày nay.
Tuy nhiên, điều khó hiểu là một hố đen nhỏ chỉ 10.000 kg không thể tồn tại từ thời Big Bang đến nay. Nhóm nghiên cứu đã đề xuất một cơ chế lượng tử bổ sung gọi là "memory burden", cho phép hố đen nhỏ tồn tại lâu hơn bình thường. Nhờ cơ chế này, một hố đen nhỏ có thể tồn tại hàng tỷ năm trước khi phát nổ, giải phóng hạt neutrino năng lượng cao hướng về Trái Đất.
Những hố đen nguyên thủy này cũng được coi là ứng viên tiềm năng giải thích cho "vật chất tối"—dạng vật chất vô hình chiếm phần lớn vũ trụ mà khoa học vẫn chưa hiểu rõ. Dù nhiều nghiên cứu đã được tiến hành, sự tồn tại của chúng vẫn chưa được xác nhận. Phát hiện lần này có thể mở ra hướng đi mới quan trọng: nếu giả thuyết này đúng, KM3NeT sẽ tiếp tục phát hiện thêm nhiều vụ nổ neutrino tương tự trong vài năm tới.
