海底驚現高能微中子,霍金黑洞理論或得證實
最近,科學家們在海底發現了一顆能量驚人的微中子,這讓他們百思不得其解。最新研究指出,這可能是已故物理學家史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)關於黑洞和早期宇宙理論的正確性證據。
五十年前,霍金提出了一個大膽的理論:宇宙大爆炸可能產生了大量微型黑洞,遍佈整個宇宙。如今,研究人員認為,他們可能目睹了其中一個黑洞的爆炸。
2025年2月,歐洲合作專案KM3NeT宣佈,在法國、義大利和希臘海岸附近的水下探測器中,發現了一顆能量高達100 PeV的微中子。這個神秘粒子的能量,比世界上最大的粒子加速器——大型強子對撞機(LHC)所能產生的粒子能量還要高出25倍以上。
物理學家們一直無法解釋如此高能的微中子來源。然而,一組未參與原始探測的研究人員提出了一個令人驚訝的假設:這顆微中子可能是蒸發中的黑洞的產物。該團隊將他們的研究成果上傳至arXiv資料庫,目前尚未經過同行評審。
1970年代,霍金發現
海底驚現霍金黑洞理論證據?
最近,科學家們在海底發現了一顆能量驚人的微中子,這讓他們感到困惑不已。新的研究顯示,這可能是史蒂芬·霍金關於黑洞和早期宇宙性質的理論的證據。
五十年前,著名天體物理學家史蒂芬·霍金提出理論,認為大爆炸可能在宇宙中充斥著微小的黑洞。現在,研究人員相信他們可能已經看到了一個黑洞的爆炸。
2025年2月,歐洲合作專案KM3NeT宣佈在法國、義大利和希臘海岸外的水下探測器中發現了一顆能量極高的微中子。這顆幽靈般的粒子能量約為100 PeV,比世界上最大的粒子加速器——大型強子對撞機加速的粒子能量高出25倍以上。
物理學家們一直難以解釋如此高能量的微中子。但現在,一組未參與原始探測的研究人員提出了一個令人驚訝的假設:這顆微中子是一個蒸發中的黑洞的標誌。該團隊在arXiv資料庫上傳了一篇論文,描述了他們的假設,但尚未經過同行評審。
在1970年代,霍金意識到黑洞並非完全黑暗。相反,透過黑洞事件視界與時空量子場之間的複雜相互作用,它們可以發射出緩慢但穩定的輻射流,現在被稱為霍金輻射。這意味著黑洞會蒸發並最終消失。事實上,隨著黑洞變小,它會發射出更多的輻射,直到它基本上在一場高能粒子和輻射的風暴中爆炸——就像KM3Net合作專案發現的微中子一樣。
但所有已知的黑洞都非常大——至少是太陽質量的幾倍,甚至更大。即使是最小的已知黑洞,也需要超過10^100年才會死亡。如果KM3NeT微中子是由於黑洞爆炸引起的,那麼這個黑洞必須小得多——大約22,000磅(10,000公斤)。這相當於兩頭成年非洲象的重量,被壓縮成一個比原子還小的黑洞。
唯一已知的產生如此微小黑洞的可能方式是在早期大爆炸的混亂事件中,這可能在宇宙中充斥著『原始』黑洞。大爆炸產生的最小原始黑洞早已爆炸,而較大的黑洞可能會持續到現在。
不幸的是,一個22,000磅的黑洞不應該從大爆炸一直存活到現在。但作者指出,可能還有一種額外的量子機制——被稱為『記憶負擔』——可以讓黑洞抵抗衰變。這將允許一個22,000磅的黑洞存活數十億年,直到它最終爆炸,並在此過程中向地球發射一顆高能微中子。
原始黑洞可能是暗物質的解釋——暗物質是宇宙中大部分物質的不可見物質——但到目前為止,對它們的搜尋一無所獲。這一新見解可能提供了一個有趣的線索。研究人員發現,如果這種質量範圍的原始黑洞足夠豐富,以解釋所有暗物質,它們應該會定期爆炸。他們估計,如果這一假設是正確的,KM3NeT合作專案應該在未來幾年內看到另一顆令人驚嘆的微中子。
如果這種探測發生,那麼我們可能不得不徹底重新思考我們對暗物質、高能微中子甚至早期宇宙物理學的理解。