几年前地球捕捉到一颗能量异常强大的中微子。科学家推测它可能源自5维空间中微型原初黑洞的爆炸。
2023年2月，西西里岛海岸附近的立方公里中微子望远镜(KM3NeT)捕获到了一个能量极高的中微子，比此前已知的中微子高出约35倍。科学家对其来源展开争论，有人认为它来自活跃的耀变体星系，也有科学家提出更离奇的猜想：这颗粒子源自太阳系边缘一颗微型黑洞的爆炸。
这种黑洞被称为原初黑洞，诞生于宇宙大爆炸早期。由于质量极小，原初黑洞会通过霍金辐射不断蒸发，最终在辐射和中微子闪光中爆炸。麻省理工学院的Alexandra Klipfel和David Kaiser提出，若某颗原初黑洞在距离太阳系2000个天文单位内蒸发爆炸，产生的粒子刚好能被地球捕捉。
但这颗中微子带来了一个谜团：黑洞爆炸应同时释放光子，但其他设备并未检测到光子。马克斯·普朗克物理研究所的Dieter Lüst及其同事在《物理评论D》上提出，这颗原初黑洞并非由普通物质塌缩形成，而是由宇宙早期的时空裂缝(宇宙弦)形成，且一直隐藏在5维空间之中。
哈佛大学的Cumrun Vafa指出，5维空间在弦理论中十分合理，可看作蜷缩在三维空间每个点上的微小圆环，宽度约1微米。由于电磁力无法穿透这个额外维度，只有引力和中微子能够逃逸。若原初黑洞在1微米宽的额外维度中爆炸，释放的光子会被困在其中，只有中微子能进入我们的空间，从而解释了光子的缺失。
这项假说引发了争议。威斯康星大学麦迪逊分校的Dan Hooper认为，5维空间尚未得到证实，该假说难以立足。乔治亚理工学院的Ignacio Taboada也指出，这种解释过于复杂，他更倾向于传统观点，即高能宇宙射线与物质碰撞偶然产生了这颗中微子。
但原初黑洞仍备受关注，因为它可能揭开暗物质之谜。额外维度能减缓微型黑洞的蒸发速度，使其存留至今并构成暗物质。麻萨诸塞大学阿默斯特分校的Andrea Thamm补充道，原初黑洞还能作为种子，解释早期宇宙中超大质量黑洞的快速生长。
此外，南极洲的冰立方中微子天文台当时未收到任何信号。冰立方自2011年运行至今已15年，规模是KM3NeT的20倍。乌普萨拉大学的Erin O’Sullivan表示，冰立方从未见过如此高能的粒子。若是近邻原初黑洞爆炸，其喷射角度可能刚好对准KM3NeT而避开了冰立方。
目前，格陵兰岛的射电中微子天文台以及覆盖500平方公里范围的新一代冰立方设施正在建设或规划中。在获得更多数据前，虽然宇宙射线碰撞或耀变体爆发是更简洁的解释，但隐藏在5维空间中的原初黑洞依然是一个难以排除的离奇设想。
原文：https://www.scientificamerican.com/article/this-weird-particle-may-have-come-from-a-black-hole-exploding-in-another-dimension/