马萨诸塞大学阿默斯特分校（UMass Amherst）的物理学家近日为2023年发生的一起挑战物理学常规的宇宙事件提出了新的解释：当时探测到的一颗中微子，其能量竟是地球上最强粒子加速器所能产生能量的10万倍。研究团队认为，这一能量激增源于一个原始黑洞在生命最后时刻的剧烈爆炸。
原始黑洞是科学家推测在宇宙大爆炸后不久形成的一种理论天体。与恒星坍缩形成的巨大黑洞不同，这些原始遗迹体积更小。根据斯蒂芬·霍金最早提出的理论，这些黑洞在蒸发过程中会释放辐射。
“黑洞越轻，温度就越高，释放出的粒子也就越多，”马萨诸塞大学阿默斯特分校物理学助理教授、发表在《物理评论快报》上的这项研究的合著者安德烈亚·塔姆（Andrea Thamm）表示，“随着黑洞不断蒸发，它们会变得越来越轻，温度也随之升高，最终在失控的过程中释放出大量辐射，直至爆炸。”
解开缺失信号之谜
KM3NeT合作组对这颗高能粒子的探测在科学界引发了困惑。尽管数据表明发生了一起大规模事件，但另一个主要的中微子探测器——冰立方中微子天文台（IceCube Observatory）却没有报告任何相应的信号。这一差异促使马萨诸塞大学的研究团队建立了一个涉及“准极端”黑洞的模型。
研究人员提出，这些黑洞携带一种“暗电荷”，其中包括一种类似于电子的重粒子，即“暗电子”。这种独特的构成会导致黑洞的行为与标准模型预测的有所不同，这或许能解释为什么只有一个探测器捕捉到了该事件。
“我们的暗电荷模型更为复杂，这意味着它可能更准确地反映了现实，”该研究的合著者、助理教授迈克尔·贝克（Michael Baker）说道，“最酷的地方在于，我们的模型能够解释这一原本无法解释的现象。”
如果这些黑洞确实每十年就会发生一次爆炸，它们或许能成为基础物理学的天然实验室。通过观测这些事件，研究人员不仅有望识别出包括暗物质成分在内的新粒子，还能为窥探宇宙诞生之初的瞬间提供一扇窗口。