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Space.com：原初黑洞可能每十年穿越一次太阳系 研究人员发现，在大爆炸后不到一秒钟内诞生的微小古老黑洞，每十年可能至少有一个这样的黑洞穿越太阳系，产生微小的引力扭曲，科学家可以检测到这些扭曲。 这些发现表明，如果天文学家能够发现并确认这些引力干扰的存在，他们可能就能解开暗物质之谜。 暗物质是一种看不见的物质，许多研究人员认为它占据了宇宙中约六分之五的物质。 许多研究人员认为，暗物质可能由未知粒子组成，但至今没有任何实验发现可能是暗物质的新粒子。 因此，科学家正在探索另一种解释暗物质的途径，即所谓的原初黑洞，这些黑洞自时间之初就存在。 先前的研究表明，宇宙中大约86%的物质是由一种基本上不可见的物质，暗物质组成的。 科学家通过它对普通物质和光的引力效应推断出暗物质的存在，但目前仍不确定它可能由什么构成。 黑洞之所以得名，是因为它们有着巨大的引力，以至于连光都无法逃脱。 如果一个黑洞没有显现出它的存在，例如撕裂一颗恒星，那么它可能在茫茫宇宙的黑暗中无法被发现。 几十年来，天文学家已经探测到许多黑洞，从典型的恒星质量黑洞（大约是太阳质量的五到十倍）到质量达数百万到数十亿倍太阳质量的超大质量黑洞。相比之下，这项新研究研究了原初黑洞，先前的研究表明，它们的质量可能只有一个典型小行星的质量，大约1100亿到110万亿吨。 该研究的共同作者、加州大学圣克鲁斯分校的理论物理学家盖勒（Sarah Geller）对Space.com表示，“我们研究的黑洞至少比太阳轻100亿倍，大小几乎只相当于一个氢原子”。 黑洞的形成是由于一个物体的密度如此之大，以至于在自身重力的作用下坍塌。 先前的研究表明，在大爆炸后不久，宇宙在大幅度膨胀之前，新生宇宙中物质密度的随机波动使得一些物质块变得足够密集，从而形成黑洞。 先前的研究提出，存活至今的原初黑洞可能构成了大部分或全部的暗物质。 基于这一研究，新研究探讨了原初黑洞飞越太阳系的频率，以及它们是否会对可见物体产生科学家可以检测到的影响。 盖勒说，“如果有大量黑洞存在，那么其中一些肯定会偶尔穿越我们的后院”。 盖勒说，研究人员最初“思考了如果一个黑洞穿过地壳、穿过我们的大气层，或在月球上留下一个陨坑会发生什么。我们甚至问自己，如果这些微小的黑洞撞到一个人会怎么样。” 然而，盖勒解释道，“每一个想法都遇到了相同的问题。一个人、月球，甚至地球在广袤的太空中都是非常小的目标，黑洞直接撞到它们的几率极小。” 相反，盖勒说，“我们需要的是一个足够大的系统，使得黑洞可以定期通过，但测量得足够精确，能够看到一些影响。那时我们开始考虑太阳系内物体的非常精确的轨道。原则上，原初黑洞的引力拉力“可能会在太阳系中产生足够大的轨道摆动，使我们能够测量到。” 科学家最终集中研究了靠近太阳系内行星（如水星、金星、地球和火星）的原初黑洞。 他们发现，如果原初黑洞确实存在，它们的数量可能足够多，每十年至少有一个穿越内行星。 研究人员还补充说，自从有技术能够检测到这些干扰以来，可能已经发生了几次穿越。 盖勒提醒说，“我们并没有做出以下任何声明，原初黑洞肯定存在，它们构成了大部分或全部暗物质；或者它们肯定存在于我们的太阳系内。” 相反，他们说，如果原初黑洞存在，并且构成了大部分暗物质，“那么每隔一到十年就会有一个穿越内太阳系。” 科学家们还指出，他们的发现基于相对简单的计算机模拟，这些模拟不具备分析内太阳系轨道真实数据所需的精度。 研究的共同作者莱曼（Benjamin Lehmann），麻省理工学院的理论物理学家，对Space.com表示，要做出确定性结论，我们需要与那些专门使用更复杂的计算方法进行太阳系建模的同事合作。 他补充说，他们还需要找出如何区分原初黑洞的真实信号，与任何测量中的预期误差范围。 科学家们目前正在讨论与巴黎天文台的太阳系模拟小组合作的可能性，以分析现有的轨道数据。 莱曼说，“他们是使用复杂模拟方法进行分析的顶级专家。一旦我们开发出一个可以用于搜索真实数据的完整模型，我们将不得不调查最适合任何可能检测到的信号的后续观测。” 盖勒提醒道，通过其引力效应寻找原初黑洞的方法“还不足以完全区分原初黑洞和其他类似质量的不寻常物体。她指出，如果这种策略确实检测到一个潜在的原初黑洞。 我们可以启动后续观测来排除其他可能性。实际上，天文学家在寻找我们太阳系中更轻的物体方面非常擅长，例如小行星，而直接用望远镜观测一个小型黑洞几乎肯定什么也看不到。 科学家们在9月17日发表的《物理评论D》期刊上，详细介绍了他们的发现。   来源： https://www.space.com/black-holes-solar-system By Charles Q. Choi published 4 hours ago "If there are lots of black holes out there, some of them must surely pass through our backyard every now and then." |
