暗物質是由迷你原始黑洞組成?科學家是這樣解釋的

2021-01-15 科學探索007

暗物質是一種我們看不見的物質,目前人類還沒有真正在宇宙中找到暗物質,但科學家相信,暗物質是一定存在的。那暗物質是如何形成的?有科學家認為,暗物質是由宇宙大爆炸誕生的原始迷你黑洞組成。

目前,依據最新研究理論表示,這些微型迷你黑洞的誕生可能與希格斯玻格色子有關。這一理論發表在3月23日出版的《物理評論快報》雜誌上,研究人員指出,原始黑洞是在產生希格斯玻色子的作用場中形成的,在大型強子對撞機(LHC)實驗中,研究人員將希格斯玻色子描述為「上帝粒子」。

研究報告合著作者、瑞士日內瓦大學物理學家安東尼奧·裡奧託(Antonio Riotto)說:「原則上講,所有暗物質的解釋都是基於原始黑洞的形式。」

該理論在許多層面上都具有一定的吸引力:暗物質並不釋放可探測光線,黑洞也是如此。而原始黑洞如果存在的話,將是證實希格斯場並非處於最低能量狀態的物理證實。同時,這一最新理論也將解釋暗物質,而不需要任何超越標準模型的新物理概念,它描述了微小亞原子粒子的行為特徵。

「霍金輻射」理論認為,由於量子效應,黑洞會釋放粒子和能量。隨著時間的推移,霍金輻射可能導致它們完全蒸發,它們質量越小,消失得越快。黑洞釋放的粒子和能量非常安靜和微弱,以至於它們從未被探測到,儘管大多數科學家相信它們真實存在。隨著時間的推移,黑洞中的粒子和能量獲得更多的質量,在140億年時間的過程中通過霍金輻射損失這些粒子和能量,現今殘留的原始黑洞可能非常微小,或者非常龐大。

原始黑洞仍是一種假設,除非我們探測到質量低於太陽的黑洞,而希格斯場對研究人員提出的創造性解釋,在沒有發現原始黑洞之前是無法證實的。

並不是每個人都相信,就像研究人員所做的那樣,原始黑洞和暗物質可能是同質的,但是卡米恩科夫斯基曾在2017年聲稱:這是一個古怪的想法,任何關於暗物質的每一種觀點也可能是瘋狂想法。

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    英國著名物理學家史蒂芬·霍金提出過一個觀點:看不見的「原始」黑洞可能是隱藏的暗物質。可惜的是,紐約大學天體物理學家亞辛•阿里-海蒙德在2017年發表了一篇論文,對這種類型的黑洞將如何影響LIGO的探測率進行了檢驗,在此之後,暗物質與原始黑洞的關係開始受到質疑。阿里-海蒙德計算出,如果新生宇宙產生的黑洞足夠多,能夠解釋暗物質,那麼隨著時間的推移,這些黑洞將形成雙黑洞系統,彼此環繞並越來越近,其合併速度甚至比LIGO觀測到的合併事件高數千倍。
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    英國著名物理學家史蒂芬·霍金提出過一個觀點:看不見的「原始」黑洞可能是隱藏的暗物質。這一理論已經失寵了幾十年,但一系列新的研究顯示,這一理論或許可以解釋許多東西。每一個這樣的區域都會坍縮成黑洞,而黑洞的大小將由該區域的視界決定。所謂視界,便是以光速可到達的任何點周圍的空間。視界內的任何物質都會感受到黑洞的引力並墜入黑洞。霍金的粗略計算表明,如果黑洞的大小超過較小的小行星,那麼它們可能仍潛伏在今天的宇宙中。  20世紀90年代取得了更大的進展。
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