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大約50年前,著名的理論物理學家霍金提出了一個大膽的猜想:他認為,在宇宙大爆炸初期,有大量的原初黑洞存在。

和普通的黑洞透過大質量恆星的坍縮而形成不同,這些原初黑洞都是在宇宙剛剛誕生時物質密度過高而形成的,因此,原初黑洞對於質量沒有最低的要求。雖然有些原初黑洞可以達到數十億噸的質量,但是其中最小的甚至只有質子那麼大。

這個理論雖然很有根據,但由於原初黑洞實在太小,我們目前完全沒有可能觀測到它們。因此,直到今天,原初黑洞仍然只停留在概念中。甚至有科學家提出猜測,認為原初黑洞可能是我們所謂的暗物質。

我們知道,根據科學家的觀測,很多天體集團的引力遠遠超過了觀測到的天體所能提供的極限。也就是說,可能有一種我們觀測不到的物質,能夠提供宇宙中的引力,這就是所謂的暗物質。而且,根據現有的理論,暗物質佔了整個宇宙總質量的85%左右,遠遠超過了可見物質。暗物質不發生電磁輻射,因此對於我們來說,目前的手段都發現不了它。

關於暗物質的本質,科學家們提出過許多種猜想,有的認為中微子是暗物質,有的認為軸子是暗物質。同時,也有科學家提出:或許原初黑洞才是暗物質的本質。

實際上,在這些候選者中,原初黑洞的競爭力絕對算不上強的,因為很多人都提出了質疑。如果說原初黑洞真的只有質子那麼大,那麼根據霍金輻射的原理,它們應該早就蒸發了,今天的宇宙中不會有這樣的黑洞;當然,也有比較大的原初黑洞,但是如果是相對較大的黑洞,我們今天應該是能夠觀測到的。這樣的矛盾,讓很多人對原初黑洞提出了質疑。

即便如此,很多人還是認為原初黑洞可能就是暗物質。畢竟我們沒有確切的證據證明它們並不存在,只要它們存在,那就很有可能解釋暗物質的原理。因此,直到今天,還有人試圖尋找這些神秘的黑洞。

最近,有科學家提出了一個大膽的想法:宇宙中的原初黑洞可能並不是全都在宇宙空間中飄蕩,有一些可能會隱藏在一些我們意想不到的地方,比如中子星的核心。你可能覺得這件事過於神奇,但科學家們是有根據的。

他們不僅提出了這個大膽的想法,並且還羅列了兩種可能的情況:

原初黑洞:雖然密度極大,但是質量較小,會被中子星捕獲,然後逐漸下沉到中子星核心;暗物質粒子:同樣是被中子星捕獲,在一定條件下,它們會在中子星內部聚集在一起並坍縮成為黑洞,下沉到中心。

雖然這些黑洞原本很小,但是中子星的內部可以說提供了一個絕佳的生存地。這些黑洞就像是寄生蟲一樣,從此可以開始吞噬周圍的物質,不斷地成長。

來自於美國鮑登學院以及伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的科學家團隊對這個猜想非常感興趣,並進行了深入的研究。在本次研究中,他們研究了黑洞的吸積率,來了解一顆中子星被它內部的黑洞完全吞噬的速度。

在這個計算過程中,他們將黑洞和宿主中子星的質量比進行了範圍約束,最小為10^-9次方,最大為10^-3次方。考慮到中子星的質量不超過太陽的2.3倍,因此在這個計算過程中,有的黑洞只有冥王星這樣的矮行星那麼重。

以一顆不旋轉的中子星為例,如果它的內部有一個不自轉的黑洞,那麼其吸積過程就是最簡單的球對稱吸積。研究團隊的計算結果表明,在這種情況下,一顆質量為10^-21太陽質量(約20億噸)的黑洞足以在宇宙壽命(約138億年)內將自己的宿主中子星完全吞入腹中。

這意味著,在宇宙誕生之初,如果真的有原初黑洞,並且被中子星吸收到自己的腹中,那麼到了今天,這樣的中子星應該已經完全被吞噬了。而實際觀測結果表明:宇宙中有大量的老年中子星,它們並沒有消失。換句話說,原初黑洞隱藏在中子星內部並將宿主吞噬的可能性並不大。

研究團隊在論文中表示:“我們的研究結果有一個重要的意義,那就是論述了利用現有的中子星群來解釋原初黑洞所貢獻的宇宙暗物質含量,或者是暗物質粒子在被中子星吞噬後形成黑洞後沉積在中子星核心的觀點。”

研究結果證明,這種有趣的想法,或許並不是宇宙中的真實情況。

另一方面,研究人員也嚴謹地指出,他們的本次研究並沒有從根本上徹底否認中子星內部存在黑洞的可能性。他們說,如果此刻宇宙空間中有一團暗物質被中子星吞噬,那麼它們還是有可能在中子星內部形成黑洞的。

也許,在你閱讀這篇文章的時候,有些中子星的內部正在形成黑洞。不過,這就有待於科學家們的進一步觀測了。

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