研究称，我们可能已观测到一种特殊黑洞爆发

https://www.dprenvip.com/wp-content/uploads/2026/02/purple_black_hole_header.jpg人类已具备探测单个宇宙高能粒子并探究其起源的能力。数十亿人可能对此毫不在意，但对天生好奇且有时间满足好奇心的人而言，2023年探测到的一颗极端高能中微子是重大事件，甚至可能具有历史意义。

立方公里中微子望远镜（KM3NeT）在地中海底探测到这颗极端高能中微子，能量达220拍电子伏特（PeV），远超人类最强大的粒子加速器——大型强子对撞机（LHC）产生的任何粒子能量。太阳持续发射的太阳中微子能量并不高，而被命名为KM3-230213A的这颗100PeV中微子，能量是普通太阳中微子的十亿倍。

目前已知的天体物理现象中，能产生如此高能中微子的寥寥无几，事实上，尚无任何已充分理解的天体或过程能解释其来源。可能的解释包括脉冲星驱动的光学暂现源、伽马射线暴、暗物质衰变、活动星系核、黑洞合并，以及多种基于不同类型原初黑洞的假说。

《物理评论快报》（Physical Review Letters）上的新研究提出另一种解释，同样基于原初黑洞，论文标题为《用准极端原初黑洞解释KM3NeT和冰立方的拍电子伏特中微子通量》，第一作者是马萨诸塞大学阿默斯特分校物理学助理教授迈克尔·贝克。

作者指出：“KM3NeT实验近期观测到一颗能量约100PeV的中微子，冰立方（IceCube）则探测到五颗能量超过1PeV的中微子。尽管尚无已知天体物理源，但蒸发的原初黑洞可能产生了这些高能中微子。”

原初黑洞（PBHs）完全是假说性天体。理论认为，与恒星级黑洞不同，原初黑洞无需大质量恒星爆炸坍缩形成，而是在大爆炸后立即由亚原子物质的致密团块形成，当时宇宙的基础物理与现在大相径庭。原初黑洞比恒星级黑洞小得多，但密度极高，“任何物质（包括光）都无法逃逸黑洞”的规律依然适用，且它们与恒星级黑洞一样会产生霍金辐射。

霍金辐射（HR）由斯蒂芬·霍金提出，指黑洞质量会随时间因霍金辐射减少，最终会蒸发，除非吸积更多物质。通常霍金辐射极其微弱，远低于现有望远镜的探测阈值，恒星级黑洞的霍金辐射无法探测，但质量更轻的原初黑洞情况可能不同。

马萨诸塞大学阿默斯特分校物理学助理教授、共同作者安德里亚·塔姆表示：“黑洞质量越轻，温度越高，发射的粒子越多。原初黑洞蒸发时质量不断减小，温度持续升高，以失控过程发射更多辐射直至爆炸，这种霍金辐射正是望远镜可探测到的。”

原初黑洞通过失控霍金辐射蒸发时，最终会经历一次爆发：最后一秒内温度极高，发生爆炸性蒸发，这一过程能产生KM3-230213A这类高能中微子。研究人员认为，这类爆炸大约每十年发生一次，能产生大量亚原子粒子，不仅包括已知的电子、夸克，还包括假说中的粒子及未知粒子。

研究团队认为KM3-230213A可能是原初黑洞蒸发的证据，但存在一个问题：冰立方中微子天文台未探测到该事件，且从未探测到能量接近KM3-230213A的中微子。若每十年发生一次原初黑洞蒸发爆炸，冰立方已观测20年，为何未探测到至少一次？

研究人员认为可能涉及一种特殊原初黑洞。马萨诸塞大学阿默斯特分校物理学博士后、共同作者华金·伊瓜兹·胡安指出：“我们认为带有‘暗电荷’的原初黑洞——即我们所说的准极端原初黑洞——是缺失的环节。”

这类原初黑洞带有暗电荷（本质是一种假设的重版电子，即“暗电子”），大部分时间处于准极端状态，此时黑洞几乎达到最大可能的电荷质量比。冰立方和KM3NeT的探测能量范围不同，冰立方上限为10PeV，这解释了它为何未探测到KM3-230213A。

贝克认为，暗电荷原初黑洞的额外复杂性让其解释更具可信度：“我们的暗电荷模型更复杂，意味着它可能更贴近现实。最令人兴奋的是，我们的模型能解释这一原本无法解释的现象。”