而谜底可能与中微子有关。

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“原初黑洞”想像图。图中描绘的这些黑洞有“吸积盘”，但事实上这些微型黑洞没有“吸积盘”的可能性更大。NASA

标准宇宙学理论认为，我们的宇宙有四个维度——包括长、宽、高三个空间维度，以及一个时间维度。但是也有理论学家猜测，我们的宇宙有一个甚至更多的额外空间维度。

“暗维度（dark dimension）”理论认为，我们的宇宙拥有一个半径约为1微米的额外空间维度——常规物质和作用力被局限在四维时空中，但引力却可以向这个额外的空间维度渗透。

近日一些科学家在《物理学评论D卷》上刊文指出，如果这个理论成立，那么部分“原初黑洞”就有可能是一种五维实体。

虽然科学家至今尚未获得“原初黑洞（Primordial black holes）”存在的观测证据，但理论高度指向它们形成于宇宙形成的极早期（宇宙大爆炸后远不足1秒的时候）。

“原初黑洞”并非由垂死的恒星坍缩而成，而是极早期宇宙量子涨落与极端密度扰动的产物。其神秘的本质甚至让部分科学家推测它们就是同样神秘的“暗物质”本身。

由于“原初黑洞”可以十分微小，研究人员认为，如果宇宙中存在额外的“暗维度”，那么这个“暗维度”可能会改变它们形成和存在的方式。

以美国莱曼学院（Lehman College）Luis Anchordoqui为首的一个科研团队进行了大量理论数学和物理学研究，对“原初黑洞”在“暗维度”理论的量子引力法则下可能会有的表现进行了审视，并检验了它们在这种情况下究竟是标准的四维实体，还是五维实体。

计算结果揭示了一种相当奇异的可能——部分“原初黑洞”一开始的表现就像是标准的四维实体，但很快它们就会开始变得不稳定，并转化为五维实体。

如果一个四维“原初黑洞”太小，其视界尺度和第五个维度相当，那么它就会沿着第五个维度“摊开”，最后变成五维黑洞。

而另一部分源自“宇宙弦（cosmic strings）”的“原初黑洞”则一开始就是五维实体——这些“宇宙弦”在极早期宇宙中会形成“闭合弦环（cosmic string loops）”，并在自身张力的作用下收缩。一旦其半径小于“史瓦西半径（Schwarzschild radius）”，就会在引力的作用下坍缩成黑洞。

研究人员还表示，额外空间维度的存在能够改变“原初黑洞”的寿命；源自“宇宙弦”的“原初黑洞”其寿命可以与宇宙本身比肩。

要证明这一理论相当困难。但研究人员提出了一种值得关注的可能性。

2023年2月13日，地中海海底的“立方千米中微子望远镜（KM³NeT）”探测到了一个能量约2.2×10¹⁷eV的中微子事件。是目前观测到能量最高的中微子事件之一。

由于其轨迹近乎水平，因此它很可能来自宇宙，而不是地球大气中的普通宇宙射线产物。但它究竟是由哪种天体物理学事件产生的还是个谜。

研究人员指出，按照“暗维度”理论，五维“原初黑洞”晚期蒸发产生的中微子量级应该与此相当。

参考

Primordial black holes are five dimensional

https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/g12h-93th