研究人員認為暗物質可能由原始黑洞組成

2021-01-07 cnBeta

來自卡夫利宇宙物理與數學研究所的研究人員一直在對可能形成於早期宇宙的黑洞進行研究,這些所謂的原始黑洞被認為是在恆星和星系誕生之前形成的。原始黑洞可能是全部或部分暗物質形成的原因,也是我們銀河系中心和其他地方發現的一些觀測到的引力波信號和超大質量黑洞的成因。

研究人員還有理論認為,當原始黑洞與中子星碰撞並摧毀中子星,釋放出富含中子的物質時,它們可能在重元素的合成中發揮作用。最有趣的理論是,暗物質是由原始黑洞組成的。

研究人員在研究過程中,從早期宇宙中尋找有關原始黑洞的線索。他們認為早期宇宙的密度非常大,任何超過50%的正密度波動都會產生黑洞。早期宇宙中的一些過程可能為黑洞的形成創造了合適的條件。研究小組提出的另一個令人激動的前景是,原始黑洞有可能從膨脹期間創造的"嬰兒宇宙"中形成。歷經一個快速膨脹的時期,被認為是我們今天觀察到的星系和星系團的原始形態。

在膨脹期間,"嬰兒宇宙"可能會從我們的宇宙中分支出來,創造出一個子宇宙,最終它會崩潰,小體積中釋放的大量能量導致黑洞的形成。根據愛因斯坦的引力理論,宇宙可以存在於內部和外部的觀察者看來不同的狀態。內側的觀察者會看到一個膨脹的宇宙,而外側的觀察者(比如我們)會看到它是一個黑洞。

我們可以把大大小小的"嬰兒宇宙"看作是原始黑洞,在黑洞的事件視界後面隱藏著多個宇宙的底層結構。在論文中,研究人員描述了原始黑洞形成的場景,並表明可以利用夏威夷斯巴魯望遠鏡上的超超目攝像頭發現來自 "多元宇宙"的黑洞。

相關焦點

  • 暗物質是由迷你原始黑洞組成?科學家是這樣解釋的
    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。
  • 暗物質由迷你黑洞組成?
    暗物質是什麼?很多個人、國家以及國際機構對此都有深入研究,或合乎情理或匪夷所思的解釋時有冒出,但終究還是沒有一個真正令人信服的解釋來說明它到底是什麼。不過,最近一種較為新穎的解釋引發廣泛關注:暗物質是由大爆炸誕生原始迷你黑洞組成。
  • 暗物質由大爆炸的微型黑洞組成?
    暗物質是宇宙中神秘的「額外質量」,它不會發出光,諸多特性一無所知,有可能是由宇宙大爆炸產生的原始黑洞構成嗎?這些迷微型黑洞可以感謝希格斯玻色子的誕生——至少根據一種新理論。3月23日發表在《物理評論快報》(Physical Review Letters)雜誌上的這一理論認為,這些原始黑洞是由在大強子對撞機(LHC)中發現的神秘的「上帝」粒子——希格斯玻色子(Higgs boson)產生的。暗物質是什麼?沒有人真正知道,但一種可能性是由大爆炸的微型黑洞組成。
  • 暗物質是由大爆炸的微型黑洞組成?
    暗物質是宇宙中神秘的「額外質量」,它不會發出光,諸多特性一無所知,有可能是由宇宙大爆炸產生的原始黑洞構成嗎?這些迷微型黑洞可以感謝希格斯玻色子的誕生——至少根據一種新理論。3月23日發表在《物理評論快報》(Physical Review Letters)雜誌上的這一理論認為,這些原始黑洞是由在大強子對撞機(LHC)中發現的神秘的「上帝」粒子——希格斯玻色子(Higgs boson)產生的。暗物質是什麼?沒有人真正知道,但一種可能性是由大爆炸的微型黑洞組成。
  • 原始黑洞可能是暗物質?
    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。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。那時,理論物理學家們還提出了宇宙暴脹理論,認為宇宙在大爆炸之後經歷了一次極端膨脹。
  • 原始黑洞是否可能是暗物質?
    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。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。他呼籲其他研究人員使用其他方式,繼續研究這個想法。但許多人失去了希望。卡米奧考斯基指出,阿里-海蒙德的論點是如此戳中要害,以至於他自己對這個假說的興趣都被澆滅了。
  • 宇宙大爆炸後形成的原始黑洞,或許就是由暗物質構成
    看更多大美宇宙科學博科園原始黑洞(PBH)是在宇宙大爆炸後形成的天體,被許多研究人員認為是解釋暗物質本質的主要候選者之一,尤其是在2016年處女座和LIGO探測器直接觀測到引力波之後。現在發表在《物理評論快報》上這項研究的主要作者裡卡多·穆爾賈(Riccardo Murgia)說:我們已經測試了一種場景,其中暗物質由原始宇宙中形成的非恆星黑洞組成。
  • 物理學家認為大爆炸中的黑洞可能是暗物質
    我們知道垂死的恆星會產生黑洞。但是也許在「大爆炸」本身期間也產生了黑洞。這種「原始」黑洞的隱藏種群可能會構成暗物質。畢竟,儘管進行了數十年的搜索,但沒有暗物質粒子顯示出來。如果我們真正需要的成分——黑洞——一直在我們的鼻子底下呢?
  • 宇宙中的暗物質可能是由黑洞組成的嗎?
    這裡引入了一些我們沒看到的東西,許多其他的宇宙學言論也暗示了暗物質的存在,令人驚訝的是,它們預測的數量差不多!重要的是要意識到,我們對暗物質的研究不僅僅告訴我們「它就在某個地方」;當我們研究一個星系時,我們了解了一些關於它內部物質總分布的信息。這意味著我們知道暗物質圍繞著星系,而不是星系中的中心物體,不像黑洞是在星系內的。
  • 物理學家認為大爆炸中的黑洞可能是暗物質
    遺憾的是,2017年,紐約大學天體物理學家亞辛·阿里-哈穆德(Yacine Ali-Haémoud)在一篇論文中研究了這類黑洞對LIGO的探測率的影響。他計算得出,如果嬰兒宇宙產生足夠的黑洞來解釋暗物質,那麼隨著時間的推移,這些黑洞將成雙系統對,彼此越來越接近,並且以比LIGO觀測到的數千倍高的速率合併。他竭力主張其他研究人員繼續使用替代方法來研究這個想法,但是許多人失去了信心。
  • 霍金可能錯了!這項研究大部分反駁了暗物質與原始黑洞的關係!
    在20世紀70年代,史蒂芬·霍金和他的同事提出理論,認為大爆炸可能產生了大量相對較小的黑洞,即原始黑洞,每個黑洞的大小都與質子差不多。這些微小的、古老的黑洞很難被看到,但會對其他物體產生巨大的引力,因此霍金認為這些原始黑洞實際上就是暗物質,而事實上這也是暗物質的兩個已知特性。
  • 暗物質是如何產生的?或是由宇宙爆炸後的小型原始黑洞產生!
    對於暗物質的研究研究人員始終沒有形成一個統一的標準,而最新的一種解釋稱或許是大爆炸產生的小型黑洞形成的。暗物質一直我們想要探尋的外太空物質,是存在於宇宙當中的一種神秘物質,它們本身沒有光線,但是它可以存在相當大的引力足以把它周圍的一切物質吸入囊中。
  • 神秘的宇宙森林:原始黑洞或能揭示暗物質本質!
    科學家進行了一項新研究,將目光聚焦可能在大爆炸後瞬間誕生的原始黑洞。他們分析了這些極端遙遠類星體放射的光線與宇宙網之間的交互。宇宙網是一個由氣體和暗物質「絲線」構成的網絡,遍布宇宙的每一個角落。研究發現原始黑洞或能揭示暗物質的本質。
  • 暗物質是由來自另一個宇宙的微小黑洞製造的嗎?
    暗物質可能是由偽真空氣泡成核時在初期產生的微小黑洞構成的,偽真空氣泡在無限短暫的宇宙急劇膨脹期間產生了質量小於月球質量的嬰兒宇宙。如果是這樣,一組科學家認為,這可以解決關於宇宙的一些令人困惑的難題,包括暗物質、引力波源以及對仙女座星系所做的奇怪觀測。實際上,我們在宇宙中看到的那種由電子,中子,質子和其他粒子組成的物質實際上很少。
  • 物理學家在微小的原始黑洞中尋找暗物質
    研究表明,在宇宙的暗物質之間,可以用原始的黑洞來解釋——假設這個經典宇宙特徵的嬌小和非常古老的版本,這些宇宙特徵在2019年才首次直接成像。所有的黑洞,無論其大小,都是天體,它們會施加巨大的引力,甚至沒有光也無法從它們逃脫。一種想法是,在宇宙剛開始的時候,令人難以置信的密集膨脹宇宙中的微小密度波動就足以從星前等離子體中產生黑洞,特別是如果重粒子通過某種未知力與之相互作用時。
  • 從「小宇宙」中尋找原始黑洞和暗物質—論文—科學網
    大爆炸後不久,許多小宇宙以黑洞的形式從我們的宇宙中分離出來。(圖片來源:Kavli IPMU) 這一系列研究由東京大學科維理宇宙物理學與數學研究所(Kavli IPMU)的多名成員合作完成,近日,該機構在官網刊文介紹了相關研究始末。 暗物質被視為宇宙的主要組成,人們觀測到的引力波信號、在銀河系或其他星系中心發現的超大黑洞或許都源於暗物質。而在原始恆星和星系誕生前,早期宇宙中就有黑洞形成,這些原始黑洞很可能是暗物質的重要構成。
  • 科研人員在原初黑洞暗物質研究中取得進展
    中國科學院理論物理研究所研究員黃慶國等在伴隨原初黑洞形成而產生的誘導引力波的理論研究和觀測數據分析方面取得了一系列進展。  宇宙學和天文學觀測表明,宇宙中存在大量的暗物質,約佔宇宙全部物質的85%。不同於其他約佔15%的普通物質,暗物質的本質依然是當前基礎物理中最大的謎團之一。
  • 暗物質或源於原始黑洞:後者誕生於大爆炸後的「嬰兒宇宙...
    其中一個項目就是研究可能在恆星和星系誕生之前的宇宙早期就已經形成的黑洞。 這些原始黑洞(PBHs)可以解釋全部或部分暗物質,負責一些觀測到的引力波信號,並為我們星系和其他星系的中心發現的超大質量黑洞播下種子。
  • 一個有吞光效應,一個不與光相互作用,黑洞與暗物質可能同質?
    科學家們對黑洞的研究最早可以追溯到1783年,當時英國天文學家約翰·米歇爾提出了早期牛頓版的黑洞假說,根據他的計算,當恆星的質量大到一定程度時,其巨大的引力使得光都無法從中逃逸,因而它是不可見的。越是不可見的東西越容易激發起人們的探究之心,這可能是作為智慧生物的人類的天性。
  • 宇宙中部分伽馬射線可能由暗物質產生
    但一支國際研究人員團隊希望,這些強大的射線還能指向一種更奇特、更神秘的物質——即所謂的「暗物質」。在《物理評論快報》上發表的一篇新研究中,研究人員考察了所謂的「不明伽馬射線背景」,即宇宙中除了黑洞和超新星等已知來源產生的伽馬射線外、剩餘的微弱、神秘的伽馬射線信號。