黑洞可能是解开60年宇宙之谜的关键

我们常说的‘宇宙射线’其实并不是光或射线，而是一些微小的粒子，主要是原子核，它们在宇宙中被加速到极高的能量。虽然我们知道这类粒子存在已久，但它们从哪里来、如何获得如此巨大的能量，尤其是那些能量极高的宇宙射线，科学家一直不清楚。自1962年发现这类超高能粒子以来，这个问题一直是物理学的一大谜题。

最近，挪威科技大学（NTNU）的研究团队提出了一个全新的解释。他们认为，这些极高能量的宇宙射线可能源自超大质量黑洞所产生的强烈‘风’。这种‘风’并不是我们日常所见的空气流动，而是由活跃的黑洞在吞噬物质时，将一部分物质以接近光速一半的速度喷射出去形成的高速粒子流。

我们的银河系中心就有一个名为‘人马座A*’的黑洞，但它目前处于安静状态，不产生这样的风。而其他正在快速成长的活跃黑洞，每年可吞噬数倍于太阳质量的物质，同时也会向外喷出强大的风。这些风不仅能影响整个星系的演化——比如吹散气体、阻止新恒星形成，还可能成为加速宇宙射线的关键机制。

研究人员指出，这些黑洞风具备理想的物理条件，能够将质子或原子核加速到高达10的20次方电子伏特的能量。这意味着一个比原子还小的粒子，携带的能量竟相当于网球名将小威廉姆斯以每小时200公里发球时的动能！这比人类建造的最大粒子加速器——欧洲大型强子对撞机产生的粒子能量还要高出十亿倍。

幸运的是，地球的大气层能有效阻挡这些高能粒子，到达地面时已无害。但对于太空中的宇航员来说，宇宙辐射仍是重大威胁。不过需要强调的是，真正对宇航员构成主要风险的是太阳发出的低能宇宙辐射，因为其出现频率更高；而这类极高能粒子极为罕见，几乎不会击中人体。

过去，科学家曾猜测这些高能粒子可能来自伽马暴、星爆星系或黑洞喷流等极端天体事件。但新研究认为，黑洞风是一个更合理且尚未被充分探索的候选者。尽管目前还不能完全证实这一假设，但该模型能解释现有理论无法说明的一个关键现象：某些能量范围内的宇宙射线具有特殊的化学成分。

未来，研究团队希望借助中微子观测实验进一步验证这一理论。如果得到支持，或将揭开宇宙中最神秘高能粒子的起源之谜。