宇宙中原始黑洞真的是巨大的重力嗎?

2021-01-13 騰訊網

國外天文學家不了解宇宙中最大黑洞的起源。這些黑洞在宇宙學記錄中出現得如此之早,我們可能不得不調用新的物理學來解釋它們的外觀。

新的研究提出了一個有趣的想法:第一個黑洞不是來自恆星,而是來自一團超級的粒子,假設粒子,被稱為重力,設法生存在大爆炸的第一個混亂的時期。一個巨大的黑洞不斷逃避探測,科學家無法解釋

有黑洞,然後有大黑洞。宇宙中最大的黑洞,被恰當地命名為"超大質量黑洞"(SMBHs),位於宇宙中幾乎每個星系的中心。甚至銀河系也有一個,一個400萬太陽質量的物體,被指定為射手座S*。

黑洞的時間

現代宇宙中巨大的黑洞是一個真正奇妙的景象,但在過去的十年裡,天文學家們揭示了在恆星和星系的誕生時已經存在超大質量黑洞,當時宇宙還沒有十億年的歷史。

黑洞產生

據我們了解,形成黑洞的唯一方法就是通過大恆星的毀滅。當它們毀滅的時候,它們留下一個比太陽大幾倍黑洞。為了獲得超大狀態,以及更多的能量,它們必須與其他黑洞合併和/或消耗儘可能多的氣體,以數百萬太陽質量膨脹。

我們猜測

這需要時間。很多時間

在早期的宇宙中,恆星本身花了數億年才能首次出現。就我們判斷,在第一代恆星和星系旁邊,是超大質量的黑洞。這些巨大的黑洞似乎沒有足夠的時間等待著恆星毀滅,從而去擴大黑洞範圍。

要麼我們不了解黑洞生長的規律,要麼第一個巨型黑洞實際上在更早、更原始的時代形成。但是為了實現這一點,這些可能是創造第一個黑洞的必要條件。

重力的雙胞胎

有多奇怪 現象, 它遠遠超出了目前已知的物理學的邊界。值得慶幸的是,理論物理學家每天都在努力工作,要遠遠超出目前已知物理學的界限。一個例子叫做超不對稱,物理學家試圖解釋粒子世界的一些內部工作,並預測全新的粒子的存在。

在超不對稱中,標準模型的每個粒子(我們目前對亞原子領域的最佳理解的名稱)都與一個夥伴配對。這種配對的原因是在數學中找到了一個基本的對稱性,這種對稱性可能描述自然。但這種對稱性被打破(通過一些複雜機制的理論),因此超對稱相對粒子不會簡單地漂浮在世界上或在我們的粒子對撞機中大入口。

相反,由於對稱性被打破,相對粒子被迫具有令人難以置信的質量,如此之高,它們只能出現在宇宙中能量最高的反應中。到目前為止,我們還沒有在對撞機實驗中發現任何超測相對粒子的證據,但我們仍在尋找。

當搜索進行時,理論家們花時間玩弄超測的各種模型和可能性。在一個版本中,有一個粒子被稱為重力。引力維蒂諾是引力子的超不對稱相對粒子,它本身就是攜帶重力的假想粒子。

如果你開始擔心這一切聽起來有點太假設了, 沒關係。重力的存在是高度推測性的,不是基於任何現有證據。但是,正如我們即將看到的,一些模型的格拉維蒂諾給他們充滿了一些非常特殊的屬性,使他們成熟,以及黑洞的形成。

運行怪異

如果你想在早期的宇宙中製造一些黑洞,你必須通過一些挑戰。在第一批恆星和星系出現之前,我們的宇宙就被輻射所控制:高能光淹沒了宇宙,圍繞這個問題,並一般告訴每個人該怎麼做。

如果你想在輻射主導的時代製造一些隨機的黑洞,你必須快速製造,因為我們宇宙中那個時代極其混亂。一旦你形成黑洞,你必須讓他們活著。黑洞通過一個稱為霍金輻射的量子力學過程蒸發,而小黑洞(例如,通過一些奇異的亞原子過程形成的黑洞)在獲得偉大機會之前會迅速消失,更不用說超大質量了。

輸入重力,或至少一個版本的假設粒子。根據最近發表在預印期刊國外網站上的一篇研究文章,高能早期宇宙可能擁有用重力填充宇宙的合適的條件。由於它們的獨特特性(最值得注意的是,它們能夠快速吸引彼此的引力),它們可以迅速形成微小的黑洞。

隨著早期宇宙的不斷,黑洞可以變得足夠大,在霍金霍金輻射蒸發之前,它們可以享受周圍的輻射。一旦輻射被清除,它們就可以足夠大,通過正常的天體物理過程繼續收集物質,為第一個巨大的黑洞提供種子。

這是一個想法, 但當涉及到早期的宇宙。

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    儘管研究人員也指出,目前尚無證據表明真的就存在極其巨大的黑洞,但他們認為確實存在接近這麼大尺寸的超大質量黑洞。先前的研究推測,在大爆炸發生後的那不到一秒內,炙熱、快速膨脹的新生宇宙中密度的隨機波動可能會聚集足夠多的物質,然後坍縮成黑洞。這些原始黑洞或許就是日後更大黑洞的成長基礎。  如果確實存在原始黑洞,它們或許可以解釋什麼是暗物質。
  • 巨大的黑洞能成長到多大?
    儘管研究人員也指出,目前尚無證據表明真的就存在極其巨大的黑洞,但他們認為確實存在接近這麼大尺寸的超大質量黑洞。「令人驚訝的是,到目前為止,幾乎沒有人關注極其巨大的黑洞的存在,但他們理論上是可以存在的,」研究的共同作者、慕尼黑大學的理論宇宙學家弗洛裡安·庫內爾說。對於極其巨大的黑洞,一個關鍵問題是,首先,它們到底能否形成。
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    當身體離黑洞很近以至於無法逃脫時,必須有明確的時刻。如果沒有這樣的觀點,那麼宇宙中的所有東西都會被吸入一個巨大的黑洞。因此,身體無法在避免黑洞引力的點被稱為事件視界。事件視界在不同的黑洞之間變化 - 取決於它們的質量和大小。在事件視界中,重力已經足夠強大以保持光線。她不允許他離開黑洞。與此同時,由於沒有什麼能比光更快地移動,所以其他一切都不斷被拉回來。
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