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(2025-03-13 09:03:56)
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斯蒂芬霍金的未经证实的黑洞理论的证据可能已经刚刚在海底被发现
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最近发现了一种威力惊人的中微子已经留下科学家们挠他们的头。新的研究提示这可能是斯蒂芬霍金关于黑洞和早期宇宙的性质是正确的的证明。
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五十年前，著名天体物理学家斯蒂芬·霍金理论化大爆炸可能已经用微小的黑洞淹没宇宙。现在，研究人员相信他们可能已经看到了一次爆炸。
2025年2月，由法国、意大利和希腊海岸的水下探测器组成的欧洲合作组织KM3NeT宣布发现了一种威力惊人的强大的中微子。这个幽灵般的粒子有一个约为100 PeV的能量，比在世界上最强大的原子对撞机——大型强子对撞机中加速的粒子能量更高25倍以上。
物理学家一直挣扎于想出一个这种高能中微子的解释。但现在一组没有参与最初探测的研究人员已经提出了一个令人惊讶的假设：这个中微子是一个蒸发的黑洞的签名。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，该论文尚未经过同行评审。
霍金的大象大小的黑洞
在20世纪70年代，霍金意识到黑洞不是完全的黑。相反，通过黑洞事件地平线和空时量子场之间的复杂相互作用，它们能发射一个缓慢但稳定的辐射流，现在被称为霍金辐射。这意味着黑洞蒸发和最终消失。事实上，随黑洞变小它发射甚至更多的辐射，直到它基本上在高能粒子和辐射的一个火暴中爆炸为止——就像被KM3Net合作发现的中微子一样。
但所有已知的黑洞是非常大的——至少是太阳质量的几倍，而且往往要大得多。甚至已知最小的黑洞要死将要用10^100多年。如果KM3NeT中微子是由于一个爆炸的黑洞，它不得不是远更小，大约在22000磅（10000公斤）左右。这大约像两头完全长大的非洲象一样重，被压缩成一个比原子更小的黑洞。
来产生如此微小黑洞的唯一已知潜在方式是在早期大爆炸的混沌事件中，这可能已经用“原始”黑洞淹没了宇宙。在大爆炸中产生的最小的原始黑洞已经早就爆炸，而更大的黑洞可能坚持到今天。
不幸的是，一个22000磅重的黑洞不应该从大爆炸一路存活到现在。但作者指出可能有一种额外的被称为“记忆负担”的量子机制，允许黑洞来抵抗衰变。这将允许一个22000磅重的黑洞在它最终爆炸之前存活数十亿年，在此过程中朝向地球发射高能中微子。
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原始黑洞可能是暗物质的一种解释，占宇宙中大部分物质的看不见的物质，但到目前为止搜索它们已经折腾出空的。这一新的见解可能提供一个有趣的线索。研究人员发现如果这种质量范围的原始黑洞足够丰富来解释所有的暗物质，它们应该有有规律的爆炸。他们估计如果这一假设是正确的，KM3NeT合作应该会在未来几年看到另一个令人赞叹的中微子。
如果这种检测发生，那么我们可能不得不根本上重新思考我们走进暗物质、高能中微子和甚至早期宇宙物理学的方式。
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