摘要:它的能量到了220拍电子伏特,这数听着有点虚?换个说法,之前人类测到的最高能中微子,跟它比差了22倍,等于直接把中微子的“能量上限”给掀了。
2023年2月13号,有个编号叫KM3-230213A的中微子撞上了地球。
它的能量到了220拍电子伏特,这数听着有点虚?换个说法,之前人类测到的最高能中微子,跟它比差了22倍,等于直接把中微子的“能量上限”给掀了。
后来麻省理工的两位物理学家,亚历山德拉·克利普费尔和大卫·凯撒,发了篇理论论文,说这粒子可能不是普通宇宙现象搞出来的,搞不好是个原始黑洞“活到头”爆炸产生的,咱们说不定头一回撞见了霍金辐射。
说实话,中微子这东西特别“高冷”。
宇宙里它数量多到吓人,每秒都有几千亿个穿咱们身体而过,但它几乎不跟其他物质互动,想探测到它比在湖里捞一根特定的针还难。
科学家为啥盯着它不放?因为中微子带的能量,跟造它的宇宙事件强度直接相关,能量越高,背后的事儿就越“不一般”。
本来想,超新星爆炸、活跃星系核喷流这些出了名的“宇宙暴徒”,总能解释这中微子的能量吧?但后来发现,就算是这些能搅翻太空的现象,也压根达不到220拍电子伏特的量级。
这就把路堵死了,科学家只能往更“离奇”的方向琢磨,比如黑洞“消失”前的爆发。
这里就得提霍金老爷子1970年代的理论了。
他说所有黑洞都会通过一种叫霍金辐射的机制慢慢“瘦身”,这是黑洞事件视界附近的量子效应搞出来的。
黑洞质量越小,霍金辐射就越猛,像那些特别小的原始黑洞,用不了多久就会完全蒸发,最后一刻还会释放巨量能量。
原始黑洞跟咱们平时听说的不一样,它不是恒星塌缩变的,是宇宙刚诞生那一秒,时空自己“晃”出来的量子涨落形成的。
这概念在理论圈聊了挺久,但一直没找到实锤证明它存在。
克利普费尔和凯撒算了算,一个质量跟小行星差不多的原始黑洞,在它“死”前最后一纳秒,释放的能量刚好能匹配KM3-230213A中微子的能量范围。
更巧的是,他们说这种能量的中微子,大概每六个里就有一个能被地球的探测器抓到。
光有理论对上还不行,这黑洞爆炸的地方得离地球够近,不然中微子跑着跑着能量就散了。
科学家算过,爆炸点得在离地球约2000个天文单位的范围里,这个距离差不多是太阳系外围奥尔特云的内部,奥尔特云就是一堆小岩石和冰块组成的球,算是太阳系引力的“边界线”。
但这么巧刚好在这个范围炸,概率不算高,也就略低于8%。
凯撒教授说,8%这数确实不算大,但架不住没有其他解释能说清这中微子的来历啊,所以这机会必须认真对待。
而且他们不光看了这颗超高能中微子,还分析了其他能量低一点的中微子,说那些可能是更远的原始黑洞爆炸搞出来的“背景动静”,凑一起形成了宇宙级的中微子背景辐射。
这事儿还牵扯到暗物质的问题。
暗物质占了宇宙总质量的不少,但到底是啥一直没搞明白。
之前猜的轴子、惰性中微子这些候选粒子,也没找到实锤。
如果原始黑洞真能构成大部分暗物质,那通过观测它们的霍金辐射,就能直接研究暗物质,不用再只靠引力效应瞎猜了。
更何况,就在克利普费尔和凯撒的研究发表前几天,还有个独立团队说,未来十年里探测到爆炸原始黑洞的概率能到90%,这要是真的,咱们说不定站在大发现的门口了。
现在像地中海的KM3NeT、南极的IceCube这些中微子探测器,都在盯着太空,以后还会升级扩展,能收集更多数据。
但老实讲,科学界对“已经探测到霍金辐射和原始黑洞”这说法还是很谨慎的,毕竟是能改教科书的发现,得有更多观测证据和独立验证才行。
总的来说,这颗小小的KM3-230213A中微子,可能牵着黑洞蒸发、霍金辐射、暗物质三大谜题。
不管最后能不能证实,它都给宇宙探索指了条新路子。
要是真成了,咱们对黑洞、暗物质甚至宇宙演化的认知,都得彻底刷新。
接下来就看那些探测器能不能多抓点证据,说不定未来十年就能见分晓了。
来源:世间一分钟一点号