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長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家對(duì)宇宙中的超高能中微子的來(lái)源一直難以解釋。美國(guó)麻省理工學(xué)院物理學(xué)團(tuán)隊(duì)最近的一項(xiàng)新研究表明，太陽(yáng)系外原始黑洞的臨終爆炸，可能為一些高能中微子提供了合理來(lái)源。

中微子是一種幾乎不與物質(zhì)發(fā)生作用的基本粒子，每秒有數(shù)萬(wàn)億個(gè)穿過(guò)人體，卻幾乎不會(huì)留下痕跡，因此被稱為“幽靈粒子”。而原初黑洞是一種假想的微觀黑洞，理論上形成于大爆炸后的最初時(shí)刻。一些科學(xué)家認(rèn)為，原初黑洞可能構(gòu)成當(dāng)今宇宙中大部分甚至全部的暗物質(zhì)。

和大質(zhì)量黑洞類似，原初黑洞會(huì)不斷泄漏能量并逐漸縮小，這一過(guò)程被稱為霍金輻射。隨著黑洞輻射增加，其溫度升高，并釋放越來(lái)越多的高能粒子。輻射過(guò)程加速后，黑洞在蒸發(fā)最后階段會(huì)產(chǎn)生劇烈爆炸，釋放能量最高的粒子，包括中微子。

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，如果銀河系中存在大量原初黑洞，那么今天應(yīng)有部分正在“死亡”。若其中一顆恰好在距離太陽(yáng)系相對(duì)較近的區(qū)域爆炸，就可能產(chǎn)生超高能中微子飛向地球，被探測(cè)器捕捉到。

今年2月，地中海海底的立方千米中微子望遠(yuǎn)鏡（KM3NeT）探測(cè)到一個(gè)能量超過(guò)100拍電子伏特的中微子，遠(yuǎn)超人類現(xiàn)有加速器能力。此前，南極冰立方（IceCube）天文臺(tái)也觀測(cè)到幾個(gè)高能中微子，但能量低于KM3NeT觀測(cè)值。按現(xiàn)有理論，這類粒子出現(xiàn)概率極低，兩臺(tái)探測(cè)器的觀測(cè)數(shù)據(jù)難以統(tǒng)一，這也讓超高能中微子之謎更加撲朔迷離。

為解釋這一矛盾，團(tuán)隊(duì)建立了原初黑洞爆炸的粒子釋放模型。他們計(jì)算出，黑洞在臨終階段釋放約1020個(gè)中微子，能量可達(dá)到KM3NeT觀測(cè)水平。結(jié)合銀河系黑洞分布，推算每立方秒差距空間每年約有1000顆黑洞爆炸。如果某顆黑洞恰好在太陽(yáng)系附近（約地日距離的2000倍）爆炸，少量超高能中微子就可能抵達(dá)地球，這樣可同時(shí)解釋IceCube和KM3NeT觀測(cè)事件。

換句話說(shuō)，IceCube觀測(cè)到的較高能中微子是銀河系中黑洞爆炸的“常規(guī)背景”，而KM3NeT探測(cè)到的極高能中微子則可能源自一次較近的黑洞臨終爆炸。通過(guò)這一模型，兩臺(tái)探測(cè)器的觀測(cè)結(jié)果可得到統(tǒng)一解釋，這或?qū)⒔忾_(kāi)長(zhǎng)期困擾科學(xué)家的超高能中微子之謎。

研究團(tuán)隊(duì)指出，如果假說(shuō)成立，這可能成為人類首次直接觀測(cè)到霍金輻射的證據(jù)，也將證明原初黑洞真實(shí)存在，并可能構(gòu)成宇宙大部分暗物質(zhì)。科學(xué)家仍需更多超高能中微子的觀測(cè)數(shù)據(jù)，才能進(jìn)一步驗(yàn)證這一理論。