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重大发现!原始黑洞或许真的存在,它们可能是构成暗物质的关键

作者:时间:2021-04-07 18:50浏览:

新发布的黑洞偏振图画

(图片来历:EHT Collaboration)

一项新的研讨标明,暗物质——一种具有引力但不发光的奥秘物质——或许真的由世界诞生之初构成的很多原始黑洞(primordial black holes)组成。

这一定论来自对引力波的剖析,引力波或时空涟漪是由黑洞和中子星之间的两次远距离磕碰发生的。

标记为GW190425和GW190814的波纹是在2019年由华盛顿和路易斯安那州的激光干涉仪引力波天文台(LIGO)以及意大利比萨邻近的处女座干涉仪勘探到的。此前的一项剖析标明,这些涟漪是由质量为太阳1.7 - 2.6倍的黑洞与较小的中子星或更大的黑洞发生磕碰而发生的。

该研讨的首要作者、加州大学洛杉矶分校的Volodymyr Takhistov标明:“与太阳质量适当的黑洞十分奥秘,由于它们是传统天体物理学所不等待的,”比方恒星爆破,或许超新星,它会将较大的恒星揉捏成黑洞。

相反,作者在2月16日宣布在《物理谈论快报》杂志上的研讨中提出,这些与太阳质量适当黑洞或许是大爆破期间发生的“原始”黑洞。Takhistov说,或许它们或许是在中子星变成黑洞之后构成的——或许是在吞噬了原始的黑洞之后,或许是在吸收了某些被提出的暗物质之后,发生引力的奥秘物质不会与光相互作用。

原始黑洞

原始黑洞,假如它们存在的话,很或许是在大约137.7亿年前世界大爆破的榜首秒中很多发生的。它们巨细不一——最小的是极小的,最大的是太阳质量的几万倍。

核算标明,最小的黑洞现在现已“蒸腾”了,经过一个被称为霍金辐射的进程发射量子粒子,所以只要质量大于10^11千克的原始黑洞——大约一颗小行星的质量——今日依然存在。

一些天体物理学家以为,假如它们的确存在,这些陈旧的黑洞可以构成巨大的“暗物质”晕,这些“暗物质”环绕在星系边际。

研讨人员想知道他们是否可以区别原始黑洞和中子星构成的黑洞。中子星是恒星在核聚变反响中耗尽一切氢后爆破后留下的闪耀的超新星残留物。

天体物理学家核算出,质量小于太阳5倍的恒星坍缩后会构成超密度物质的中子星,其质量与咱们的太阳差不多,被压缩成一个城市巨细的球体。

在这个理论中,一些中子星的激烈引力会继续招引暗物质的粒子;新研讨标明,终究它们的引力会变得如此之大,以至于中子星和暗物质会一同坍缩成一个黑洞。

该研讨提出的另一种说法是,一颗中子星或许现已招引并与一个小的原始黑洞兼并,然后这个小黑洞就沉积在中子星的重心,吞噬周围的物质,直到只剩下黑洞。

引力波

Takhistov和他的搭档揣度,由中子星演化而来的黑洞有必要遵从它们来源的中子星的质量散布,这取决于它们母星的巨细。

考虑到这一点,他们调查了迄今为止大约50个引力波勘探的数据,发现只要两个——GW190425和GW190814——触及质量适宜的物体,足以成为原始黑洞,该研讨的作者写道。

这项研讨还没有定论性:这两次磕碰依然有或许触及到被勘探到的质量相同的中子星,或许是由这种巨细的中子星改变而来的黑洞。可是,理论上存在于世界中的中子星的质量散布使这种状况不太或许发生。

依据这项研讨,假如是这样的话,这就暗示了原始黑洞或许真的存在,并且它们或许是暗物质的组成部分。

译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.126.071101

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