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科學家們可能終于解決了宇宙中“失蹤”黑洞的問題

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科學家們可能終于解決了宇宙中“失蹤”黑洞的問題


藝術家對黑洞的概念 。（圖片來源：Mark Garlick/蓋蒂圖片社科學圖片庫）
據美國生活科學網站（本·特納）：一項新的研究表明，早期宇宙中包含的微型黑洞比以前想象的要少得多，這使得我們宇宙中缺失物質的起源變得更加神秘 。
微型或原始黑洞（PBH）是被認為在大爆炸后的前幾分之一秒內形成的黑洞 。根據主流理論 ， 這些一角硬幣大小的奇點是從厚而熱的氣體的快速坍塌區域突然出現的 。
無限稠密的時空口袋是許多物理學家解釋宇宙暗物質的方式 ， 暗物質是一個神秘的實體，盡管它是完全看不見的，但它使宇宙比我們所看到的物質所能解釋的要重得多 。
但是，盡管這個假設很受歡迎 ， 但它有一個大問題：我們還沒有直接觀察到任何原始黑洞 ?，F在，一項新的研究為它們沒有形成的原因提供了一個可能的解釋，這將宇宙學的暗物質問題推向了更廣泛的猜測 。
根據這項研究，現代宇宙的原始黑洞可能比以前的模型估計的要少得多 。研究人員于5月29日在《物理評論快報》雜志上發表了他們的研究結果 。
“許多研究人員認為它們（原始黑洞）是暗物質的有力候選者，但需要大量的黑洞來滿足這一理論，”主要作者、東京大學理論物理學研究生Jason Kristiano在一份聲明中說 ?！八鼈冎杂腥?，還有其他原因 ， 因為自引力波天文學最近的創新以來 ， 已經發現了雙星黑洞合并 ， 如果PBH大量存在，這是可以解釋的 。但盡管有這些強有力的理由說明它們的預期豐度，但我們還沒有直接看到任何，現在我們有了一個模型來解釋為什么會出現這種情況 ?！?br>圖片上的一個洞
宇宙始于138億年前的大爆炸，由于一種被稱為暗能量的無形力量，導致年輕的宇宙向外爆炸 。
隨著宇宙的發展 ， 與光相互作用的普通物質在看不見的暗物質團塊周圍凝結，形成了第一批星系 ， 這些星系通過巨大的宇宙網連接在一起 。如今，宇宙學家認為，普通物質、暗物質和暗能量分別占宇宙成分的5%、25%和70% 。
最初，宇宙是不透明的，是一種等離子體肉湯，任何光都無法穿過它而不被移動電荷產生的電磁場所俘獲 。然而，經過38萬年的冷卻和膨脹，等離子體最終重組為中性物質 ， 釋放出微波靜電，成為宇宙的第一道光 ， 即宇宙微波背景（CMB） 。

科學家們可能終于解決了宇宙中“失蹤”黑洞的問題


宇宙微波背景：由歐洲航天局的普朗克衛星拍攝的宇宙“嬰兒照片”（圖片來源：歐洲航天局）
宇宙學家一直在通過研究這張宇宙的第一張嬰兒照片來尋找這些早期黑洞 。然而，到目前為止，還沒有找到任何一個 。
一些物理學家認為 ， 他們可能還沒有發現解釋暗物質所需的大量原始黑洞，只是因為他們還沒有學會如何探測它們 。
但是，通過將一種建立在量子力學高級形式量子場論基礎上的模型應用于這個問題，這項新研究的研究人員得出了不同的結論——我們找不到任何原始黑洞，因為它們中的大多數根本不存在 。
原始黑洞被認為是由在宇宙中傳播的短暫但強烈的引力波坍塌而產生的 。通過將他們的模型應用于這些波 ， 研究人員發現，要想在宇宙中形成更大的結構，這些波的組合所需的時間比其他理論估計的要少得多 。重建圖像所需的波越少 ， 原始黑洞就越少 。
克里斯蒂亞諾說：“人們普遍認為，早期宇宙中短而強波長的坍塌是產生原始黑洞的原因 ?！??！拔覀兊难芯勘砻?，如果PBH確實是暗物質或引力波事件的有力候選者，那么它們的數量應該遠遠少于所需的數量 ?！?br>為了證實他們的理論 ， 研究人員將著眼于未來的超靈敏引力波探測器，如激光干涉儀空間天線（LISA）項目，該項目將于2035年由阿麗亞娜3號火箭送入太空 。