“暗物質”是某種類型的“黑洞”嗎?

“暗物質”是某種類型的“黑洞”嗎?

星系的行為顯示,宇宙的質量遠遠大於我們能夠看到的部分。宇宙質量的85%不知所終。這些神秘“失蹤”的質量來源,被科學家稱為“暗物質”。

針對“暗物質”,著名學者霍金有他自己的看法。他認為,“暗物質”實際上是“太初黑洞”,亦即在宇宙的暴漲過程中自然產生的微型黑洞。

霍金認為,早期宇宙中存在著密度高於平均水平的團塊,這些團塊能夠變成黑洞,並扮演起“暗物質”的角色。

霍金理論的特色是它無需人為地去假設某種我們聞所未聞的新粒子。而且天體物理學家也已經發現,早期宇宙在暴漲過程中確能因量子波動而產生過密區,並最終形成黑洞。

為了驗證這一理論,最近一些天文學家使用昴星團望遠鏡,觀測了鄰近的仙女座星系。

“暗物質”是某種類型的“黑洞”嗎?

假如霍金的理論是正確的,那麼仙女座星系和我們之間應該充滿著“太初黑洞”。當這些黑洞從恆星前方掠過時,其帶來的微引力透鏡效應,會使仙女座星系中恆星的星光發生特殊的閃爍。

假如我們發現仙女座星系中的星光發生了這種閃爍,那麼就表明正有“太初黑洞”從恆星和我們之間的太空中掠過。而星光變化的時間尺度,應當與“太初黑洞”的質量和運動速度有關。根據銀河系或仙女座星系的自轉曲線可以推知,假如“太初黑洞”就是“暗物質”,那麼它在星際空間中的運動速度大約在每秒200公里左右。

天文學家在總共7小時內,為仙女座星系拍攝了190張連續的照片,發現了至少1000起疑似事件。然而,最終只發現一起事件可能與“太初黑洞”有關。這唯一的一起事件表明,如果“太初黑洞”就是“暗物質”,那麼“暗物質”在宇宙中所佔的質量比重,可能只有原來的0.1%。

這一結果表明,霍金的“太初黑洞”“暗物質”理論並不正確。雖說這唯一的一起事件可能會是一個大發現,是宇宙暴漲製造“太初黑洞”的間接證據。但它本身也有待進一步的證實,有可能只是恆星本身的閃爍而已。

“暗物質”是某種類型的“黑洞”嗎?

相關論文發表在近日的《自然:天文學》雜誌上。

參考:

Microlensing constraints on primordial black holes with Subaru/HSC Andromeda observations

https://www.nature.com/articles/s41550-019-0723-1


分享到:


相關文章: