斯蒂芬·霍金未经证实的黑洞理论证据可能刚刚被发现 — 在海底

最近发现的威力惊人的中微子让科学家们摸不着头脑。新的研究表明，这可能是斯蒂芬·霍金关于黑洞和早期宇宙的本质是正确的证据。

50年前，著名天体物理学家斯蒂芬·霍金提出，大爆炸可能使宇宙中充斥着微小的黑洞。现在，研究人员认为他们可能看到了一个爆炸。

2025年2月，欧洲合作项目KM3NeT —— 由法国、意大利和希腊海岸附近的水下探测器组成 —— 宣布发现了一种威力惊人的中微子。这种幽灵粒子的能量约为100 PeV，比世界上最强大的原子加速器大型强子对撞机中加速的粒子的能量高出25倍以上。

物理学家们一直在努力为这种高能中微子做出解释。但现在，一组没有参与最初探测的研究人员提出了一个令人惊讶的假设：中微子是一个蒸发黑洞的标志。该团队在一篇上传到arXiv数据库的论文中描述了他们的提议，但尚未经过同行评审。

霍金所说的大象大小的黑洞

在20世纪70年代，霍金意识到黑洞并不完全是黑的。相反，通过黑洞事件视界和时空量子场之间复杂的相互作用，它们可以发射出一种缓慢但稳定的辐射流，现在被称为霍金辐射。这意味着黑洞会蒸发并最终消失。事实上，随着黑洞变得越来越小，它会释放出更多的辐射，直到它在高能粒子和辐射的风暴中爆炸 —— 就像KM3Net合作发现的中微子一样。

但是所有已知的黑洞都非常大 —— 至少是太阳质量的几倍，而且通常要大得多。即使是已知最小的黑洞也需要超过10^100年的时间才能消亡。如果KM3NeT中微子是由一个爆炸的黑洞产生的，那么它必须要小得多 —— 大约在22000磅（10000公斤）左右。这大约相当于两只成年非洲象的重量，被压缩成一个比原子还小的黑洞。

唯一已知的可能产生这种微小黑洞的方法是在早期大爆炸的混乱事件中，这可能使宇宙中充满了“原始”黑洞。大爆炸中产生的最小的原始黑洞可能很久以前就爆炸了，而较大的黑洞可能一直存在到今天。

不幸的是，一个22000磅重的黑洞不应该从大爆炸一直存在到今天。但作者指出，可能有一种额外的量子机制 —— 被称为“记忆负担” —— 允许黑洞抵抗衰变。这将使一个重达2.2万磅的黑洞在最终爆炸之前存活数十亿年，并在此过程中向地球发射高能中微子。

原始黑洞可能是对暗物质的一种解释 —— 暗物质是一种不可见的物质，占宇宙中大部分物质 —— 但到目前为止，对它们的搜索一无所获。这一新发现可能会提供一个有趣的线索。研究人员发现，如果这个质量范围的原始黑洞足够多，足以解释所有的暗物质，那么它们应该有规律地爆炸。他们估计，如果这个假设是正确的，KM3NeT合作项目应该会在未来几年内看到另一个引人注目的中微子。

如果探测成功，那么我们可能不得不从根本上重新思考我们研究暗物质、高能中微子甚至早期宇宙物理学的方式。

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