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地球附近可能潜伏着许多迷你黑洞,天文学家却遍寻不着

邦椿炳
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天文理论 263 0 2022-4-25 20:17:35

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地球附近可能潜伏着许多迷你黑洞,天文学家却遍寻不着-1.jpg


黑洞模拟。维基百科

黑洞并不都是巨大无比的怪物。理论上,还存在着一种非常奇特的黑洞。这种黑洞大部分十分迷你,小的质量可以小到十万分之一克,半径只有10^-33厘米。它们就是原初黑洞(primordial black hole)。它们是宇宙创生(宇宙大爆炸)的时候被同步制造出来的。

黑洞是有寿命的。黑洞的质量大,寿命长;黑洞的质量小,寿命就短。

根据霍金的观点,黑洞视界处,正反粒子对会发生分离。一个粒子落入黑洞,一个粒子逃离视界。这个过程会导致黑洞的质能损失。这一过程就是黑洞的“蒸发”。

持续的质量损失会加速黑洞的蒸发。而在蒸发殆尽前的一段时间内,由于逃离的粒子数增加,黑洞在伽马射线的波段上会变得十分明亮。这一阶段被称为“燃烧”。这一阶段结束后,黑洞会在一道强烈的伽马射线闪光,也就是所谓的“爆炸”中,从我们的宇宙里彻底消失。
地球附近可能潜伏着许多迷你黑洞,天文学家却遍寻不着-2.jpg


普通黑洞质量大,它们蒸发完所需的时间也极其漫长。我们今天无法在宇宙中目睹它们的死亡。但原初黑洞质量小,寿命短暂。而且,根据某些理论模型,原初黑洞的质量也可以足够大,大到能够生存到今天。所以在理论上,我们是有机会看到它们的灭亡的。

但不幸的是,捕捉原初黑洞死亡时发出的闪光,是一个极为艰巨的任务。

原初黑洞从开始增亮,到步入“燃烧”阶段,直至最终“爆炸“消失,最多只有几年时间。我们只有抓住这几年时间的观测窗口,才有可能发现它。

但几年时间在宇宙的尺度面前是微不足道的,相当于一眨眼。想要看到原初黑洞消亡时发出的闪光,我们必须足够幸运。

此外,除非原初黑洞离地球十分近,否则我们还要有能力把原初黑洞消亡时产生的伽马闪光,和宇宙中的其它伽马射线源区别开来。可惜现在还做不到。

认识原初黑洞对于我们认识宇宙的形成,认识普通黑洞都十分重要。因此最近一些来自美国和德国的科学家,利用NASA的费米伽马射线太空望远镜,再一次对可能存在于地球附近的原初黑洞进行了搜寻。但结果却仍然是一无所获。

寻找原初黑洞,依然是任重而道远。
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