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原生黑洞

原生黑洞(Primordial black hole又称太初黑洞或者是强黑洞)是科学家们提出的一种假说中的黑洞。他们认为在宇宙大爆炸时,其异乎寻常的力量把一些物质挤压得非常紧密,形成了“原生黑洞”。

这种另类黑洞并不是由恒星坍塌而形成的。理论上,原生黑洞比起普通黑洞可以更小,甚至小到肉眼无法辨别的大小。例如存在体积只有原子大小,质量却相当于一座山(大于10亿吨)的原生黑洞。

原生黑洞(Primordial black hole)

一个原生黑洞(又可以称为太初黑洞)是一个假想的类型的黑洞。其形成原因不是由大天体的引力坍塌而诞生的;而是由在宇宙早期坏境下,极端物质密度还有宇宙大爆炸的强大能量挤压,最终形成了“原生黑洞”。

根据宇宙大爆炸在最初的几分钟之后 [2] ,大爆炸的压力和温度非常高。在这种情况下简单的物质密度的波动可能导致局部地区的密度变大,足以创造黑洞。尽管大部分地区高密度挤压会很快分散于宇宙的膨胀。原生黑洞是很稳定的,所以理论上是可以保持至今。

对于那些较小质量的原生黑洞,科学家认为有可能与暗物质有关,以此来解释暗物质的一些问题。

第一个方法,利用霍金辐射。斯蒂芬霍金在1974年,他认为在我们的银河系晕的部分,存在着大量那种较小的原生黑洞。在所有的黑洞理论中,霍金辐射率与质量成反比。因为这个放射过程逐渐地降低黑洞的质量。很小质量的黑洞在其过程中,会出现一种类似于高压放气一样,大量辐射爆发的最后阶段。这个相当于一个氢弹产生数百万吨的爆发力。在当前的宇宙年龄下,即使一个普通黑洞(约3太阳质量)也不会失去所有的质量(即使没有任何物质的进入)。然而,由于原生黑洞并非由恒星核心崩溃形成,他们可以是任意大小。一个原生黑洞,其质量约1011公斤的话,那么它的一生大约等于当前的宇宙年龄。如果这样足够数量的低质量黑洞被创建在的宇宙大爆炸时期呢?那么我们应该能够看到一些相对接近我们在我们银河系星系里的黑洞爆炸和毁灭。美国国家航空航天局的费米伽马射线太空望远镜卫星,2008年6月推出,搜索那些原生黑洞的蛛丝马迹。当然,如果理论的霍金辐射并不实际存在,这样的原生黑洞被证明将会变得非常困难。如果可能,或许当前的太空探测其规模小范围小所以尚未被发现吧。有人建出一个假设,如果有这样一个微小型的原生黑洞越过地球会产生可检测的信号。因为它的小直径、大质量比核子和相对较高的速度,很容易被检测到。这样的原生黑洞只是过境地球几乎畅通无阻的。

另一种方法,通过观察恒星表面的变化。如果小型原生黑洞穿过一颗恒星。它的密度会导致可观察到的振动。还有一些中等行星轨迹也会一定的受到影响但未被吞噬。证明小型原生黑洞的存在就能证明原生黑洞的存在。因为在当前的宇宙环境下,无法形成质量很小的黑洞。

原生黑洞的毁灭已经被认为是伽马射线爆发,一个可能的解释。还有原生黑洞的一系列问题已经被认为是一个解决包括暗物质在内的问题的方案,宇宙畴壁问题 [3] 和宇宙单极问题(单极子宇宙)。因为一个原生黑洞并不一定要小(可以是任意大小)。原生黑洞也可能导致了后来星系的形成 [1]

即使它们不解决这些问题,低数量的原生黑洞(在2010年,只有两个中等质量黑洞被证实)宇宙学家通过光谱波动进行证实。

广义相对论预测最小的原生黑洞已经消失了,但如果有一个第四维空间预言弦理论 [4] 它将如何影响重力作用于小尺度和减缓“蒸发”。这可能意味着有几千的黑洞在我们的星系。为了测试这个理论,美国国家航空航天局在2008年6月11日,使用费米伽马射线太空望远镜,在提出了在轨道上进行观测。如果他们遵守特定的小干扰模式内伽马射线爆发,它可能是第一个间接证据。 [5]


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