2023 年撞擊地球的“不可能”超能粒子可能是大爆炸期間形成的原始黑洞爆炸的碎片。如果是這樣，那麼它就可以證明太初黑洞的存在，這可以幫助解釋宇宙中最神秘的“物質”——暗物質——是由什麼構成的。
所討論的粒子是 中微子 其能量是世界上最大最強的粒子加速器產生的最高能量粒子的10萬倍， 大型強子對撞機 （大型強子對撞機）。事實上，這種粒子的能量如此之大，以至於科學家們不知道有任何自然宇宙現象足以產生它。
黑洞爆炸的關鍵是物質的流動 霍金輻射一種以物理學命名的熱輻射 史蒂芬·霍金, 他於 1974 年首次提出黑洞的存在。黑洞越熱，霍金輻射流出的速度就越快，失去質量，最終以大規模爆炸結束其生命。
問題在於，黑洞越大，溫度越低，向周圍環境散失熱輻射的速度也越慢。因此，即使是較小的恆星質量黑洞，當大質量恆星在其生命結束時變成超新星時誕生，也需要大約 10^67 年，比宇宙的年齡長得多，才能洩漏足夠的輻射以達到這個爆炸階段。
然而，霍金還推測可能存在另一種類型的黑洞，這種黑洞不是由恆星死亡產生的，而是直接由大爆炸後最初時刻充滿宇宙的超熱粒子“原始海”的密度波動產生的。而且由於這些原始黑洞可能非常小，質量可以低至行星甚至大型小行星的質量，而不是太陽質量的 3 到 5 倍，就像最小的恆星質量黑洞一樣，因此它們的溫度足以有效地發射霍金輻射，足以爆炸。
馬薩諸塞大學阿默斯特分校的團隊成員安德里亞·塔姆（Andrea Thamm）表示：“黑洞越輕，它的溫度就越高，發射的粒子就越多。” 在一份聲明中說。 “隨著原始黑洞蒸發，它們變得越來越輕、越來越熱，在失控過程中釋放出更多的輻射，直到爆炸。這就是我們的望遠鏡可以探測到的霍金輻射。”
這項研究背後的天文學家估計，原始黑洞的爆炸頻率應該約為每十年左右一次。到目前為止，還沒有檢測到這些爆炸，因此原始黑洞和霍金輻射都仍然純粹是理論上的。當然，除非通過另一種發現發現了原始黑洞爆炸的證據，而這種發現的真正本質並沒有立即被理解。
不可能的粒子
位於地中海的一個名為 KM3NeT 的中微子探測器網絡於 2023 年發現了這種能量極高的中微子。
“對高能中微子的觀察是一個令人難以置信的事件，”團隊成員、馬薩諸塞大學阿默斯特分校研究員邁克爾貝克說。 “它為我們提供了了解宇宙的新窗口。但我們現在可能正處於實驗驗證霍金輻射的邊緣，獲得原始黑洞和新粒子的證據 標準型號， 並解釋其中的奧秘 暗物質”。
然而，有一個問題。位於南極冰層深處的名為“IceCube”的類似中微子探測器沒有檢測到這一事件。這是一個問題，因為 IceCube 是專門為探測高能中微子而設計的，但從未探測到其中一個粒子的能量僅為不可能中微子的 1/100。
如果太初黑洞每十年爆炸一次，那麼冰立方一定會受到高能中微子的轟擊。那麼他們在哪裡呢？
馬薩諸塞大學阿默斯特分校的團隊有一個理論。
馬薩諸塞大學阿默斯特分校的團隊成員若阿金·伊瓜茲·胡安 (Joaquim Iguaz Juan) 表示：“我們認為帶有‘暗電荷’的原初黑洞——我們稱之為準極端原初黑洞——是缺失的一環。”
“暗電荷”是我們熟悉的電磁力的一種形式，但不是由標準電子攜帶，而是由一種更重的親戚攜帶，一種稱為“暗電子”的假設粒子。
“還有其他更簡單的原始黑洞模型，”貝克說。 “我們的暗電荷模型更加複雜，這意味著它可以提供更準確的現實模型。有趣的是我們的模型可以解釋這種原本無法解釋的現象。”
帶有暗電荷的原始黑洞具有獨特的性質，使其行為不同於標準的原始黑洞，這不僅可以解釋不可能的中微子，還可以解開暗物質到底是什麼之謎。
暗物質一直是個問題，因為與構成標準物質的粒子不同，它不與電磁輻射或“光”相互作用。這意味著儘管暗物質的重量比普通粒子高出 5 比 1，但它實際上是不可見的並且完全神秘。暗物質的一個可能候選者是原初黑洞。
伊瓜茲·胡安總結道：“如果我們假設的暗電荷是正確的，那麼我們相信可能存在大量的原始黑洞，這將與其他天體物理學觀測結果一致，並且可以解釋宇宙中所有缺失的暗物質。”
該團隊的研究被接受在該雜誌上發表 物理評論論文。
