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1 # 踏浪而來UFO
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2 # 軍機處留級生
暗物質仍然是難以捉摸的,有壓倒性的證據證明它的引力效應,但是沒有證實可以直接探測到外來的暗物質粒子。
作為對暗物質的一種解釋,另一種可能性正在被重新檢驗,那就是在非常早期的宇宙中形成的黑洞,從原則上來說,黑洞的質量可能非常小,或者相當大。它們最初可能以較小的質量形成,然後在重力作用下聚集形成較大的黑洞。
最近,首次發現了引力波。引力波訊號表明,該源是一對黑洞,分別約有29個和36個太陽質量,一起盤旋成一個約有62個太陽質量的黑洞。在合併過程中,輻射了整整3個太陽質量的重力能量。爆炸性新聞:LIGO剛剛在本月宣佈了來自第二個黑洞雙星的引力波,該雙星總共有22個太陽質量。一個太陽質量的能量在合併中被輻射掉了。
我們探測到的大多數黑洞都是恆星大小的,質量在10到100個太陽質量之間,被認為是大質量恆星的進化終點。當它們被活動視界之外的熱發光物質吸積盤包圍時,我們就能探測到它們。另一類主要黑洞超過一百萬個太陽質量,甚至可能超過十億個太陽質量,被稱為超大質量黑洞。
有可能一些恆星大小甚至難以捉摸的中間黑洞是在大爆炸中形成的。這種黑洞被稱為原始黑洞。有各種各樣的理論形成機制,如宇宙弦,其所有維度的環都包含在事件視界半徑(史瓦西半徑)內。一般來說,這種原始黑洞會分佈在星系的光環中,很少相互作用,沒有吸積盤,因此不會被電磁輻射探測到。也就是說,它們會表現得像暗物質一樣。
引力波事件(GW150914)可能是由於兩個原始黑洞在星系暈中相遇,在引力波中輻射出足夠多的動能,彼此結合,最終形成一個黑洞,並爆發出重力輻射。如果暗物質的丰度主要由多溴聯苯構成,那麼事件發生的頻率估計為每年每立方千兆帕幾次(一千兆帕等於32.6億光年)。
雖然低質量的多溴聯苯醚在大部分情況下被排除在外,除了大約1億分之一太陽質量的視窗之外,作者建議在20到100個太陽質量範圍內的多溴聯苯醚也保留一個視窗。
未解析的2至5微米近紅外源的宇宙紅外背景(CIB)是由多溴聯苯引起的。在這種情況下,多溴聯苯醚將是銀河系光暈中占主導地位的暗物質成分,並會調節早期恆星和星系的形成。此外,還有一個未解決的軟宇宙X射線背景,似乎與CIB有關。
隨著更多的引力波事件因黑洞而被探測到,我們可以對暗物質的這種可能的解釋有更進一步的瞭解,無論是全部還是部分。為進一步解決CIB和CXB問題而改進的人造衛星實驗也將有助於探索多溴聯苯作為暗物質主要成分的可能性。
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3 # 想法捕手
原始黑洞是什麼?目前的主流觀點它們誕生於大爆炸之後一秒內,如果能發現它們,可以解答關於天文學的很多問題。不過至今為止,這些天體尚未被發現。
目前我們能看到的所有黑洞都可以分為三類:恆星質量黑洞、中等質量黑洞和超大質量黑洞。每一個都比我們的太陽更大,並且至少形成於大爆炸數十萬年之後,並隨著我們的宇宙的成長和進化。但是還有另一種黑洞天文學家從未發現過,但卻認為可能存在,就是原始黑洞。正如他們的名字所暗示的那樣,原始黑洞在宇宙的早期就誕生了,而且是宇宙大爆炸之後很小的時間內。
一些理論預測,無論怎樣,原始黑洞都應該出現過。這是因為在宇宙開始後的那一秒內,空間並不是完全一致的。相反,有些區域比其他區域更密集和更熱,而這些密集區域可能已經塌陷成黑洞。
出現原始黑洞的時間視窗在宇宙誕生之時的極端空間裡,一秒鐘內會發生很多事情。在這個時空視窗中,原始黑洞形成的時間越晚,它們的質量就越大。根據它們形成的具體時間,原始黑洞的質量也可以低至10^-5克。
這種微小黑洞的想法引起了霍金的興趣,他探索了黑洞的量子力學特性,並在1974年提出了大名鼎鼎的“霍金輻射”——黑洞會隨著時間而蒸發。也就是說只要時間足夠長,一個大黑洞也會完全蒸發掉,而這些小黑洞可能早已蒸發掉了,或者有些正在蒸發,這取決於它們的質量。
霍金計算出任何質量小於10^12公斤的原始黑洞可能早已消失。這個質量遠遠小於任何行星、矮行星,以及太陽系中大多數命名為小行星和彗星的質量。
為什麼很多天文學家還是希望原始黑洞存在?因為這些遺留下來的原始黑洞可以幫助我們解答暗物質的存在之謎。
暗物質的候選者之一暗物質雖然它約佔我們宇宙的23%,但天文學家仍然困惑於究竟什麼是暗物質。而原始黑洞可能符合一種叫做MACHO的暗物質,它代表著巨大的緻密光暈天體,因為天文學家認為它們是存在於星系的光暈或近郊。
這樣的黑洞如果只是靜靜地漂浮在太空中並保持自我的話,就很難看出來了。識別MACHO的一種方法是尋找稱為“引力微透鏡”的事件,當一個巨大的物體(比如黑洞)從一個更遙遠的物體(如恆星或星系)前面經過時,這種現象就會發生。
黑洞使遙遠的星光彎曲,使影象變亮和放大。這些事件很少發生,持續時間也很短,但只要捕捉到足夠多這樣的事件,天文學家就可以確定充當“微透鏡”的物體到底是什麼,以及它們是否是原始黑洞。
然而,目前也有一些研究認為,即使存在這種型別的原始黑洞,它們可能也無法解釋我們看到的全部甚至大部分暗物質效應。
另一種尋找大型原始黑洞的方法是透過黑洞合併。像LIGO和室女座這樣的引力波觀測站已經看到了幾個黑洞的合併。天文學家可以追溯合併黑洞的質量,來推測它們是否是原始黑洞。
還有一些理論認為,雖然黑洞要蒸發,但可能會有一個限制。也就是說,當黑洞蒸發減少到某個質量時,它就會停止蒸發,而保持一個小質量的狀態。如果是這樣的話,原始黑洞仍然可以解釋暗物質,儘管是以不同的方式,而尋找它們將是更有挑戰性的。
這種情況下,這些黑洞會釋放出有能量的粒子,甚至形成伽馬射線。霍金認為,如果黑洞最終不間斷地持續蒸發,當它變得越來越小時,蒸發反而越來越強烈,它可能會死於強烈的能量爆炸,相當於100萬兆噸氫彈,而我們也許可以發現它們爆炸產生的伽馬射線爆發。
超大質量的種子即使它們不解釋暗物質,原始黑洞也可能回答天體物理學中的第二個問題。
與解釋暗物質所需的大小不同的原始黑洞,可能反而能解釋星系中心的那些超大質量黑洞。這些黑洞是太陽質量的數百萬或數十億倍,不可能由一顆甚至幾顆爆炸的恆星製造。天文學家不知道這些黑洞是如何達到這種巨大的程度的,也不知道是什麼創造了它們。
也許它們正是由我們宇宙誕生之初就存在的原始黑洞形成的,作為一顆種子,最後茁壯成長成為一個超大質量的黑洞,點亮星系之心。
然而,這種推測也存在一個漏斗。因為原始黑洞必須形成於宇宙誕生1秒之內。根據物理學的說法,即使是在最後可能的瞬間形成的原始黑洞,其質量也只有太陽的大約100000倍,而這個質量要進化為今天看到的超大質量黑洞,它們必須吸進大量的物質,並十分迅速地生長才行。
雖然這不是不可能,但它不太可能解釋今天為什麼會存在如此之多的超大質量黑洞。
總結如果原始黑洞存在,無論它們在哪裡,或如何被發現,都能告訴天文學家關於我們宇宙的一些秘密。
根據它們的質量,我們可以用來探測星系演化、高能物理,甚至宇宙誕生後的最初幾秒鐘。但原始黑洞是否存在,還有待觀察,而且它們給予天文學的更多是疑問,而不是答案。
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原創思想,我覺得宇宙是時空效能量性運動性的,而就沒有原初性的初始性的,而只有一切都是原初性的初始性的。這就是宇宙的全息全能性的反應性了,這好象一切都是設定性出來似的了,這就是宇宙的完美性智慧性的量子反應性了。所以就認為,宇宙是不會有著原初性的黑洞是否是暗物質形成出來的了,而這個所謂的原初性,就是宇宙能量性的迴圈性運動性變化性等等而造成出來的了,而並不是有著宇宙什麼的初始性原初性了。但不知是不是這樣的認為,而下面就交給磚家們繼續的討論吧!