科學家可以證明,大量微小的原初黑洞充滿了宇宙

2020-12-01 騰訊網

科學家認為,宇宙充滿了微小、古老的黑洞。這些來自時間之初的微小黑洞,被稱為原初黑洞,科學家可能可以證明它們的存在。原初黑洞在幾十年前提出,現在它被作為暗物質的潛在候選者,又被重視了起來。

暗物質是一種看不見的物質,我們只能通過引力效用感受它的存在。大多數理論都假設了暗物質是由一種特殊的粒子組成,這種粒子性質非常特殊,可以逃避人類的檢測。但是,一些科學家認為,太空中充滿原初黑洞更能解釋暗物質的存在。

原初黑洞的形成

眾所周知,黑洞是一個空間中充滿物質的無限稠密的點。當物質被緊緊擠壓在一起時,它自身的引力會引起坍塌,從而形成了黑洞。它會彎曲時空,在事件視界範圍內,時空是極度彎曲的,以至於連光都逃不出去。

在宇宙中,只有兩種已知的理論能從正常物質製造出黑洞。一種是大質量恆星結束生命的時候,由於不再發生核聚變,它無法抵抗住自身引力產生的拉力,從而就會發生坍縮形成黑洞。這種黑洞通常質量很大,比整個太陽系質量還更大。

而第二種方法製造出的是原初黑洞,它通常只有小行星一樣的質量,事件視界也只有葡萄那麼大。它的形成與宇宙早期的質量波動有關。在宇宙大爆炸的一千億億億分之一秒內,宇宙呈指數級別暴漲。宇宙暴漲的結果就是把空間變成扁平的形狀,但是在這之前的某個時刻,所有時空都是彎曲的。這些彎曲的時空產生劇烈的波動,於是就形成了大量迷你的原初黑洞。

如何尋找原初黑洞

原初黑洞還未被科學家所發現。但是,科學家已經在尋找在宇宙中迴蕩的「次級引力波」了。這些波是原初黑洞碰撞所引發的,但是它們比普通黑洞要弱得多,目前的探測器還無法探測到。未來,我們有兩種方法可以探測到這種次級引力波。

其中一種方法是利用脈衝星。脈衝星是一種快速旋轉的中子星,它們會旋轉周期內會定時向地球發射脈衝。從這個方面來看,脈衝星就像宇宙中精確、可預測的時鐘。但是,脈衝星的信號會受到影響,如果在地球和脈衝星之前存在次級引力波,那麼脈衝到達地球的時間就會比預測的提前或者延後。

目前,能接受脈衝星信號的比較重要射電望遠鏡有兩個:中國的天眼和美國的阿雷西博。但阿雷西博已經損壞了,於是我國的天眼就承擔了重要的責任。

還有一種方法是未來的太空引力波探測器。如果要能探測到次級引力波的存在,那麼這個設備肯定是相當靈敏。但是如此靈敏在地球上會受到幹擾,產生很多假信號,因此最理想的結果就是把它發射到太空中。

在未來,這樣的發現將證明原初黑洞佔據了宇宙的絕大部分物質。

相關焦點

  • 大量原始的原初黑洞充斥在宇宙中,也許是暗物質的主要組成部分
    因為看不見,所以目前對於暗物質的研究還處於很初級的階段,大多數科學家對於暗物質的理解都是某種具有特殊性質的假象粒子構成,這樣可以避免很多潛在的問題。但是也有一些研究人員認為,成群的小黑洞像雲一樣在太空中移動,這提供了一種更清晰的解釋。現在,一項新研究解釋了這些原初黑洞可能來自何處,以及天文學家如何發現其蹤跡的。
  • 原初黑洞能否解開宇宙中漩渦星系引力異常之謎?
    上一篇文章《霍金一生都在尋找它——能讓霍金獲得諾貝爾獎的神秘天體》介紹了原初黑洞這個有望可以證明霍金輻射的神秘天體,它可能是宇宙大爆炸後第一秒由於密度波動而坍縮形成的緻密天體,雖然這是它最早被提出時就賦予的使命
  • 哈佛科學家發現宇宙超級黑洞「鼻祖」
    據外媒體報導,科學家已經確認在宇宙中存在大量的黑洞,幾乎每個星系中央都存在超大質量黑洞,而一些質量更小的黑洞則更多,那麼這些黑洞的前身是什麼模樣就成了科學家的研究焦點。史密松天體物理中心的科學家發現在宇宙誕生後12億年左右的時間內就出現了超大質量黑洞負責本項研究的科學家來自哈佛史密松天體物理中心,研究的方向為對宇宙209個星系的早期X射線信號進行了研究,這些早期黑洞與當前宇宙中的黑洞一樣,都會在吸積盤附近將物體加熱到數百萬攝氏度,並在兩極釋放出強大的噴流,我們可以根據這些特徵來探測早期宇宙中的黑洞。
  • 暗物質可能並非難以觀測的粒子,而是誕生自宇宙大爆炸的原初黑洞
    我們知道,大恆星死亡的時候會產生黑洞。但宇宙大爆炸本身也可能會誕生黑洞。根據宇宙規模的經驗法則可以想到,許多這樣隱藏起來的原初黑洞是由暗物質構成的。畢竟雖然科學家已經找了幾十年,但到現在也沒找到任何暗物質粒子。要是黑洞這個我們所需的配方就在我們眼皮子底下呢?
  • 第九大行星可能是原初黑洞科學家的新發現,暗示了這種可能
    更有趣的是,這片宇宙區域還隱藏著另外一個困擾科學家許多年的未解之謎——多年以來,天文學家一直試圖解釋我們為何還沒有發現第九大行星,&34;我們強烈認為,跨海王星天體的軌道異常和超出預期的引力透鏡效應.........可以利用同一個新的天體群體來解釋,其質量是地球的幾倍。
  • 理論物理所在原初黑洞暗物質研究中取得進展
    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。儘管弱相互作用大質量粒子(WIMP)被認為是暗物質的一個重要的候選者,但是大量的實驗觀測都沒有發現它們存在的證據。相反地,它們賴以存在的理論參數空間正在被迅速壓縮。原初黑洞最早由霍金以及卡爾在上世紀七十年代初提出。
  • 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。
  • 最大的黑洞可能是宇宙本身嗎?
    這個無釐頭的言論其實被不少科學家認同,在人類探索宇宙的過程中,對宇宙的起源進行了很多猜測,也用數學和物理知識建立了許多「宇宙模型」,黑洞宇宙模型就是其中一個。 現在最被認可的宇宙模型是「大爆炸宇宙模型」,也就是基於大爆炸理論建立的宇宙模型,哈勃定律的發現證明了我們的宇宙在不斷膨脹,曾經的靜態宇宙模型被打破,宇宙在不斷膨脹這個觀點開始深入人心。
  • 科學家猜測太陽系第九號行星,可能根本不是行星而是一個原初黑洞
    如果是期望讓冥王星重新回歸行星之列,那就不要想了,因為隨著人類對宇宙認知的不斷提升,冥王星很明顯不符合行星的標準。如果冥王星不可能再回歸到行星之列,難道太陽系還有第九顆行星存在?相信近年來,很多朋友都聽說過,科學家提出的有關第九號行星的猜想。為什麼科學家會有這樣的猜測?
  • 穿越宇宙末日的黑洞
    塵埃是重元素的產物,是第一代恆星死亡之後才能出現的,因此,這些沒有塵埃的黑洞產生的時間應該不晚於第一代恆星,而且很可能是隨著大爆炸出現的原初黑洞。上一個宇宙的黑洞有的科學家在原初黑洞的基礎之上又進行了更大膽的設想。
  • 「第九顆行星」發現關鍵證據,太陽也受到影響,會是原初黑洞嗎?
    兩年前,美國的兩位科學家公布了他們的新發現,太陽系中可能隱藏著一顆沒有發現的行星!隨後有人表示,那不是行星,是個「原初黑洞」!其位置能確定在海王星軌道之外,海王星所處的位置差不多是太陽系的邊緣了,迄今為止,只有旅行者二號探測器去過。海王星之外的地方,依靠單純的觀測已經很難判斷是什麼樣子的。
  • 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。
  • 宇宙中是否存在大量微型黑洞?它們和暗物質有啥關係?
    目前被科學界接受的兩種黑洞形式大爆炸理論給我們帶來最顯著的結果就是:我們已知的宇宙可以充滿行星、恆星、星系和生命,而且宇宙並不是一直存在的,它也有起點,有年齡!因為宇宙在膨脹和冷卻,那麼在過去宇宙的溫度更高、密度更大、體積更小。但是今天充斥宇宙的物質並不存在於宇宙的早期階段,而是花了很長時間才演化而來的。
  • 一個微小的分形宇宙可能位於帶電黑洞內部
    黑洞也許是我們宇宙中最奇怪、最不為人所知的物體。從蟲洞到新生宇宙,黑洞跟它們都有很強的關聯,因此它們吸引了物理學家大量的精力,孜孜不倦地去研究。現在,一個研究小組深入到所謂帶電黑洞的數學模型,他們發現了一系列驚喜,包括時空的地獄和奇異的分形景觀。超導體VS 黑洞關於黑洞,科學家們腦洞大開,製造了各種各樣潛在的,假想的黑洞:帶電荷或不帶電荷的黑洞,旋轉或靜止的黑洞,被物質包圍的黑洞,或漂浮在太空中的黑洞。
  • 黑洞的幾種理論:進入黑洞可以踏入未來;我們的宇宙之前還有宇宙
    這意味著黑洞只具有三個物理量:電荷、角動量和質量,這跟其他天體不太一樣。關於黑洞的任何其他差異化信息被認為是「毛」。2016年,物理學家史蒂芬·霍金提出,黑洞實際上是由幽靈般的零能量粒子製成的華麗髮型,而這種粗毛包含有黑洞內的信息。這個假設尚未得到證實,但可以幫助解決長期存在的矛盾,即落入黑洞內的氣體和塵埃發生了什麼。
  • 宇宙中最小的黑洞有多大?真實大小無法估計,比你想的要小得多
    黑洞是宇宙中即神秘又危險的天體。在愛因斯坦的相對論中提到,宇宙中存在一個質量極大,引力也非常大的天體,並最終被證實存在。從那以後,科學家就開始了對黑洞的研究。這個黑洞是在一個雙星系統中發現的,雖然它的個頭很小,但是它卻正在吞噬它的伴星。這也是科學家之所以能夠觀察到它的原因。上面提到的黑洞只是人類觀察到的最小的黑洞,然而宇宙中最小的黑洞有多小,人類卻不知道。不過,科學家估計,在宇宙中還有一種體積非常小,但是質量卻非常大的黑洞,體積要比你想像的要小得多。
  • 2020年,我們對黑洞有哪些新發現?
    黑洞的發現,是對廣義相對論的有力證明,在星系中心發現超大質量黑洞,有利於科學家了解星系甚至是宇宙的運行規則。  2020年獲得諾貝爾物理學獎中三人中,有一名女性科學家,這是歷史上第四位獲得諾貝爾物理學獎的女性。
  • 宇宙的信使(6)宇宙初始,微小的「漣漪」...
    藉由著它們,我們就能追溯宇宙的全部歷史,探尋萬物的起源,並最終看到 光如何賦予了我們生命...上一篇《》...這原初之光被稱為宇宙微波背景(Cosmic Microwave Background)或CMB。它充滿了整個宇宙。
  • 太陽系第九行星可能是一個黑洞?科學家新的猜測有可能實現嗎?
    宇宙大爆炸發生以後,隨著宇宙的不斷膨脹,形成了無數大大小小的星系。可以說,組成宇宙的基本單位是像銀河系這樣的星系。而大星系中又有著數量不等的小星系組成,小星系的中心是一個或數個恆星。比如,太陽系就是一個由恆星太陽為中心,八大行星圍繞旋轉的一個小星系。
  • 2020年天文學發現大事回顧——宇宙最神秘天體之黑洞篇
    慧眼團隊的科學家分析這是高速旋轉的黑洞所產生的參考下拖拽導致了黑洞噴流方向產生劇烈進動引起的扭動。而今年則分別頒給了從事純理論研究,利用廣義相對論證明了黑洞形成具有必然性的物理學家羅傑·彭羅斯;和從事天文觀測,分別獨立證明銀河系中心存在大質量緻密天體的天文學家萊因哈德·根策爾和安德莉婭·蓋茲。他們倆發現的這個大質量緻密天體一般認為是一個約400萬倍太陽質量的黑洞。