De mystérieux rayons cosmiques à ultra-haute énergie peuvent être générés non pas par des étoiles géantes ou des trous noirs-blazars, mais par des «trous de ver» exotiques, des tunnels dans le tissu de l'espace-temps. Telle est la conclusion à laquelle sont parvenus les physiciens de l'Université technique d'État Bauman de Moscou, qui ont publié un article dans la bibliothèque électronique arXiv.org.
Les rayons cosmiques sont des particules élémentaires et des noyaux d'atomes de différents éléments, accélérés à des vitesses proches de la lumière. Depuis plus d'un siècle, ils sont considérés comme l'un des principaux mystères de la science et des sources de danger pour la santé des astronautes et des astronautes.
À ce jour, il n'y a pas de consensus parmi les scientifiques sur leurs origines. Certains astronomes pensent que ces particules sont accélérées dans les restes chauds d'étoiles explosives à l'intérieur de la Voie lactée, tandis que d'autres suggèrent que leur source est des trous noirs dans des galaxies éloignées. Plus intéressant encore, le troisième groupe de chercheurs insiste sur le fait qu'ils sont générés par les désintégrations de particules de matière noire au centre de la galaxie.
Il y a deux ans, les physiciens ont découvert les premiers indices selon lesquels pratiquement tous ces rayons sont d'origine extragalactique, ayant capturé plus d'une centaine de particules chargées cosmiques d'ultra-hautes énergies. Néanmoins, leurs sources et leurs distances typiques restent un mystère pour les scientifiques.
Deux physiciens théoriciens russes, Alexander Kirillov et Elena Savelova de l'Université technique d'État Bauman de Moscou à Moscou, ont trouvé des indices selon lesquels les rayons cosmiques extragalactiques les plus puissants pourraient ne pas être produits par des trous noirs ou des étoiles géantes, comme l'ont récemment suggéré des scientifiques de la NASA, mais des objets plus exotiques. soi-disant trous de ver.
Avec ce mot, les scientifiques désignent une sorte de «tunnels» reliant deux points situés dans différentes régions de l'espace ou du temps. Malgré leur description fantastique, leur existence permet la théorie de la relativité d'Einstein et toutes ses extensions majeures.
En revanche, les astronomes n'ont pas encore découvert de tels phénomènes. Cela est dû au fait que pour créer un tel tunnel dans la structure de l'espace-temps, il faut une forme de matière qui aurait une densité d'énergie négative, ou un objet presque "invisible", semblable à un trou noir.
Savelova et Kirillov se sont intéressés à la façon dont l'apparition d'une sortie ou d'une entrée dans un tel «trou de ver» affecterait la vie de l'espace environnant et de la galaxie entière dans son ensemble. L'une de leurs principales caractéristiques, comme l'ont noté les scientifiques, sera que bon nombre de ces structures, qui ont émergé dans les premiers instants de la vie de l'Univers, auront leur propre champ magnétique.
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Ses "pôles" seront situés à proximité de l'entrée et de la sortie d'un tel tunnel, ce qui affectera grandement le mouvement des particules chargées à travers ces trous de ver cosmiques, les capturant et les obligeant à se déplacer dans une direction.
Comme le montrent les calculs des spécialistes du MSTU, si à proximité d'un tel "entonnoir" magnétique se trouve un vent galactique, un flux de particules chargées éjectées par un trou noir supermassif au centre de la Voie lactée ou d'une autre "métropole étoilée", alors tout le "trou de ver" se transformera en une sorte d'accélérateur de particules.
Sa puissance, selon les physiciens, est suffisante pour accélérer les particules chargées typiques à une énergie de 900 gigaélectronvolts, ce qui est comparable à la force avec laquelle un moustique volant heurte une moustiquaire et à la force des collisions lors d'expériences au LHC.
En faveur de l'existence de tels «trous de ver», comme le notent les chercheurs, plusieurs facteurs parlent à la fois. Par exemple, dans l'espace intergalactique et interstellaire ces dernières années, les astronomes ont découvert de nombreuses régions avec des champs magnétiques puissants qui sont apparus de nulle part.
De plus, l'observatoire orbital chinois DAMPE, qui surveille les particules à ultra haute énergie, a enregistré il y a deux ans une baisse brutale et inexplicable du nombre de rayons cosmiques avec des énergies supérieures à 900 GeV.
Ensuite, les scientifiques ont considéré cette anomalie comme une trace des désintégrations de la matière noire au centre de la Voie lactée et d'autres galaxies. Les physiciens russes pensent que sa véritable source pourrait être des «trous de ver» qui génèrent un grand nombre de rayons cosmiques avec des énergies relativement faibles.
Comment puis-je tester cette idée? Selon les physiciens, chaque «trou de ver» aura sa propre limite sur l'énergie maximale des particules, qui se reflétera dans la structure de leur spectre. Si d'autres observations de rayons cosmiques à ultra haute énergie indiquent l'existence d'un autre «échec» similaire, alors la théorie de Savelova et Kirillov recevra la première confirmation de son exactitude.
