史上最強のニュートリノ発見！車いすの天才ホーキングとの驚くべき関係

3月14日は、偉大な物理学者アルベルト・アインシュタイン（1879年3月14日〜1955年4月18日）の誕生日であり、スティーヴン・ホーキング（1942年1月8日〜2018年3月14日）の命日でもあります。2024年には、ホーキングの功績を称えたハートフルな動画も制作されました。彼らの主な業績については、過去の記事でも触れています。

ホーキング放射理論

ホーキングの代表的な理論である「ブラックホール放射」（別名「ホーキング放射」）は、ブラックホールの境界（事象の地平線）近傍で量子効果により微弱な放射が放出されるというものです。この理論が正しければ、ブラックホール自体がゆっくりと蒸発し、最終的には宇宙から消滅することになります。それまでは、ブラックホールは永遠に存在すると考えられていました。

しかし、この理論は発表から約半世紀が経過した今でも、実験による直接的な検証は行われていません。

2025年2月の新発見

2025年2月、フランス、イタリア、ギリシャ沖の海中検出器で構成される欧州共同体KM3NeTは、途方もなく強力なニュートリノを発見したと発表しました。この幽霊のような粒子のエネルギーは約100ペタ電子ボルトで、世界最高の原子衝突型加速器である大型ハドロン衝突型加速器で加速された粒子の25倍以上のエネルギーを持ちます。

このような高エネルギーを形成するメカニズムについて、「ホーキング（ブラックホール）放射の名残」という説が唱えられています（まだ査読前の段階）。

原始ブラックホールの可能性

既知のブラックホールはすべて非常に大きく、太陽質量の数倍から数十億倍にも及びます。ホーキング放射理論によれば、既知の最小ブラックホールでさえ消滅には$${10^{100}}$$年以上かかります。

しかし、今回発見されたニュートリノがブラックホール放射によるものであれば、理論上その重さは約22,000ポンド（10,000キログラム）程度と推定されます。これはアフリカゾウ2頭が原子よりも小さなブラックホールに圧縮された重さに相当します。

このような極小サイズを可能にするのが「原始ブラックホール」です。これは宇宙初期の混沌とした時期に密度揺らぎによって誕生したと考えられている存在で、これもホーキングが理論的に予言したものです。

新たな量子メカニズムの可能性

原始ブラックホールはその軽さから短命と考えられていましたが、今回の仮説を提唱した研究者らは、ブラックホールが崩壊に抵抗できるようにする「記憶負荷」と呼ばれる追加の量子メカニズムが存在する可能性を指摘しています。
これにより、10トン程度のブラックホールでも最終的に爆発するまで数十億年生き残り、その過程で高エネルギーニュートリノを地球に送り込むことができたのではないかと考察されています。

ダークマターとの関連性

原始ブラックホールは、ダークマター（暗黒物質）の候補としても探索されています。

今回の説が正しければ、改めて高エネルギーニュートリノの検出が期待され、宇宙の謎の一つであるダークマターの解明にもつながる可能性があります。

もしこれらの仮説が検証されれば、どちらの理論にも貢献したホーキングがどのような反応を示すか、想像せずにはいられません。