
一幅插圖顯示南?!じ窭姿沽_馬太空望遠(yuǎn)鏡被原始黑洞包圍。(圖片來(lái)源:uux.cn/Robert Lea(與Canva共同創(chuàng)作)/美國(guó)國(guó)家航空航天局)
(神秘的航空航天地球uux.cn)據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)(Robert Lea):黑洞周正在如火如荼地進(jìn)行,為了慶祝,局N鏡西安外圍預(yù)約平臺(tái)(外圍上門(mén))外圍外圍上門(mén)外圍女(電話微信181-8279-1445)一二線城市外圍預(yù)約、空姐、模特、留學(xué)生、熟女、白領(lǐng)、老師、優(yōu)質(zhì)資源美國(guó)國(guó)家航空航天局解釋了其下一個(gè)主要天文儀器Nancy Grace Roman太空望遠(yuǎn)鏡將如何尋找可以追溯到宇宙大爆炸的望遠(yuǎn)微小黑洞。
當(dāng)我們想到黑洞時(shí),搜尋我們傾向于想象巨大的宇宙宇宙怪物,比如質(zhì)量是大爆的微洞太陽(yáng)幾十到幾百倍的恒星質(zhì)量黑洞。我們甚至可以想象質(zhì)量是炸遺太陽(yáng)數(shù)百萬(wàn)(甚至數(shù)十億)倍的超大質(zhì)量黑洞位于星系的中心,并主宰著它們的留下周?chē)h(huán)境。
然而,小黑科學(xué)家們推測(cè),美國(guó)宇宙中也可能存在質(zhì)量遠(yuǎn)低于地球、航空航天質(zhì)量相對(duì)較輕的局N鏡黑洞。這些黑洞的望遠(yuǎn)質(zhì)量可能與一顆大型小行星的質(zhì)量一樣低。科學(xué)家們還認(rèn)為,搜尋西安外圍預(yù)約平臺(tái)(外圍上門(mén))外圍外圍上門(mén)外圍女(電話微信181-8279-1445)一二線城市外圍預(yù)約、空姐、模特、留學(xué)生、熟女、白領(lǐng)、老師、優(yōu)質(zhì)資源這樣的黑洞從138億年前的黎明就已經(jīng)存在了。
這些黑洞被恰當(dāng)?shù)孛麨椤霸己诙础保匀患兇馐抢碚撋系?,但定?026年末發(fā)射的Roman可能會(huì)改變這一點(diǎn)。
加州大學(xué)圣克魯斯分校的博士后研究員William DeRocco領(lǐng)導(dǎo)了一個(gè)研究Roman如何揭示這些古老的微小黑洞的團(tuán)隊(duì),他說(shuō):“探測(cè)一批地球質(zhì)量的原始黑洞對(duì)天文學(xué)和粒子物理學(xué)來(lái)說(shuō)都是令人難以置信的一步,因?yàn)檫@些物體不可能通過(guò)任何已知的物理過(guò)程形成。”。,他在一份聲明中說(shuō):“如果我們找到它們,它將震撼理論物理學(xué)領(lǐng)域?!?br>當(dāng)涉及到事件視界時(shí),質(zhì)量很重要
有史以來(lái)被證實(shí)存在的最小黑洞是恒星質(zhì)量黑洞,它是在大質(zhì)量恒星耗盡其核心核聚變所需的燃料時(shí)產(chǎn)生的。一旦這種融合停止,這些恒星就會(huì)在自身引力的影響下坍塌。通常來(lái)說(shuō),恒星留下恒星質(zhì)量黑洞所需的最小質(zhì)量是太陽(yáng)的八倍——任何更輕的黑洞,恒星都將以中子星或悶燒白矮星的形式結(jié)束生命。
然而,宇宙誕生之初的條件與現(xiàn)代截然不同。當(dāng)宇宙處于高溫、稠密和湍流狀態(tài)時(shí),它可能會(huì)讓更小的物質(zhì)團(tuán)坍塌并產(chǎn)生黑洞。
所有黑洞都“始于”一個(gè)被稱(chēng)為“視界”的外部邊界,在這個(gè)邊界之外,即使是光也無(wú)法逃脫它們的引力影響。視界與黑洞中心奇點(diǎn)的距離由黑洞的質(zhì)量決定,中心奇點(diǎn)是所有物理定律都被打破的無(wú)限密集點(diǎn)。
這意味著,質(zhì)量約為太陽(yáng)24億倍的超大質(zhì)量黑洞M87*的視界直徑約為154億英里(248億公里),而質(zhì)量為30個(gè)太陽(yáng)的恒星質(zhì)量黑洞的視界寬度約為110英里(177公里)。另一方面,一個(gè)地球質(zhì)量的原始黑洞的視界不會(huì)寬過(guò)一角硬幣。質(zhì)量相當(dāng)于小行星的原始黑洞的視界寬度小于質(zhì)子。

一組原始黑洞的插圖。(圖片來(lái)源:uux.cn美國(guó)國(guó)家航空航天局戈達(dá)德太空飛行中心)
支持原始黑洞概念的科學(xué)家認(rèn)為,當(dāng)宇宙經(jīng)歷一輪我們稱(chēng)之為大爆炸的初始膨脹時(shí),它們就會(huì)誕生。當(dāng)宇宙以比光更快的速度沖出時(shí)(這是可能的,因?yàn)楸M管在太空中沒(méi)有什么東西能比光移動(dòng)得更快,但太空本身也能),科學(xué)家們認(rèn)為,比周?chē)h(huán)境密度更大的區(qū)域可能已經(jīng)坍塌,產(chǎn)生了低質(zhì)量黑洞。
然而,許多研究人員并不支持當(dāng)前宇宙中存在原始黑洞的概念,這是因?yàn)樗沟俜摇せ艚稹?br>黑洞會(huì)死嗎?
斯蒂芬·霍金最具革命性的理論之一表明,即使是黑洞也不可能永遠(yuǎn)存在。這位偉大的物理學(xué)家認(rèn)為黑洞“泄漏”是一種熱輻射,這個(gè)概念后來(lái)以他的名字命名為“霍金輻射”。
當(dāng)黑洞泄漏霍金輻射時(shí),它們會(huì)失去質(zhì)量并最終爆炸。黑洞的質(zhì)量越小,泄漏霍金輻射的速度就越快。這意味著,對(duì)于超大質(zhì)量黑洞來(lái)說(shuō),這一過(guò)程所需的時(shí)間將超過(guò)宇宙的壽命。但是微小的黑洞會(huì)泄漏得更快,因此死亡的速度也會(huì)更快。
因此,解釋原始黑洞是如何在138億年的時(shí)間里不被“撲通”的是一個(gè)挑戰(zhàn)。如果羅曼成功地發(fā)現(xiàn)了這些宇宙化石,這將構(gòu)成對(duì)物理學(xué)許多原理的重大反思。

一張信息圖顯示了如果霍金輻射泄漏,各種大小的黑洞預(yù)計(jì)能存活多久。(圖片來(lái)源:uux.cn美國(guó)國(guó)家航空航天局戈達(dá)德太空飛行中心)
巴爾的摩太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所的天文學(xué)家凱拉什·薩胡沒(méi)有參與這項(xiàng)研究,他在聲明中說(shuō):“這將影響從星系形成到宇宙暗物質(zhì)含量再到宇宙歷史的方方面面?!??!按_認(rèn)他們的身份將是一項(xiàng)艱巨的工作,天文學(xué)家需要很多說(shuō)服力,但這是非常值得的?!?br>探測(cè)原始黑洞也絕非易事。像任何黑洞一樣,這些空洞將被視界束縛,既不發(fā)光也不反射光。這意味著探測(cè)它們的唯一方法是使用阿爾伯特·愛(ài)因斯坦在1915年提出的廣義相對(duì)論原理。
與愛(ài)因斯坦合作
廣義相對(duì)論預(yù)測(cè),所有有質(zhì)量的物體都會(huì)在空間和時(shí)間的結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生彎曲,統(tǒng)一為一個(gè)稱(chēng)為“時(shí)空”的四維實(shí)體。當(dāng)背景光源的光穿過(guò)彎曲時(shí),其路徑是彎曲的。光越靠近透鏡對(duì)象通過(guò),其路徑就越彎曲。這意味著來(lái)自同一物體的光可以在不同的時(shí)間到達(dá)望遠(yuǎn)鏡。這被稱(chēng)為引力透鏡。
當(dāng)透鏡物體像星系一樣質(zhì)量驚人時(shí),背景源可能會(huì)轉(zhuǎn)移到一個(gè)明顯的位置,甚至出現(xiàn)在同一圖像中的多個(gè)位置。如果透鏡化物體的質(zhì)量較小,就像原始黑洞一樣,透鏡化效應(yīng)較小,但它會(huì)導(dǎo)致可以檢測(cè)到的背景源變亮。這就是所謂的微透鏡效應(yīng)。

一張圖表顯示了一個(gè)引起引力透鏡的原始黑洞,揭示了羅馬太空望遠(yuǎn)鏡的存在(圖片來(lái)源:uux.cn/Robert Lea(與Canva共同創(chuàng)建)/美國(guó)國(guó)家航空航天局)
目前,微透鏡在探測(cè)無(wú)賴(lài)行星或在銀河系中漂移而沒(méi)有母恒星的世界方面發(fā)揮了巨大作用。這揭示了大量與地球質(zhì)量差不多的無(wú)賴(lài)——不僅僅是理論上的;事實(shí)上,模型可以預(yù)測(cè)。根據(jù)這種模式,科學(xué)家預(yù)測(cè)羅曼將把對(duì)地球質(zhì)量無(wú)賴(lài)的探測(cè)增加十倍。
這些天體的豐富性引發(fā)了人們的猜測(cè),即其中一些地球質(zhì)量的天體實(shí)際上可能是原始黑洞。DeRocco說(shuō):“無(wú)法根據(jù)具體情況區(qū)分地球質(zhì)量黑洞和流氓行星。”?!傲_曼將在統(tǒng)計(jì)學(xué)上非常有力地區(qū)分兩者?!?br>Sahu說(shuō):“這是一個(gè)令人興奮的例子,說(shuō)明了額外的科學(xué)家可以利用Roman在尋找行星時(shí)已經(jīng)獲得的數(shù)據(jù)來(lái)做一些事情。”?!盁o(wú)論科學(xué)家是否找到地球質(zhì)量黑洞存在的證據(jù),結(jié)果都很有趣。無(wú)論哪種情況,這都將加強(qiáng)我們對(duì)宇宙的理解?!?br>該團(tuán)隊(duì)的研究于1月發(fā)表在《物理評(píng)論D》雜志上。