部分暗物質由原始黑洞構成?科學家稱不排除可能性
2019年09月24日09:58

  來源:科技日報

  包括歐核中心(CERN)科學家在內的一個國際團隊,借助超級計算機聚焦大爆炸後瞬間誕生的原始黑洞,再現了光子與氫之間的交互。他們分析後發現,宇宙網是一個由氣體和暗物質“絲線”構成的網絡,“觸角”遍及宇宙每一個角落。研究論文刊登在最近的《物理評論快報》上,有望為人們揭示暗物質的本質。

  理論認為,大爆炸後不到一秒鍾內,宇宙可能誕生了大量原始黑洞。2016年激光干涉引力波天文台(LIGO)直接觀測到引力波後,歐核中心科學家阿爾維瑟·拉卡內裡就表示:“原始黑洞仍是假設中存在的天體。”

  但近年,對原始黑洞的研究開始提上日程,因為它被視為解釋暗物質構成的重要候選者,而原始黑洞無論存在或被徹底排除,都將為人類提供有關原始宇宙物理學的重要信息。

  此次,來自意大利國際高等研究院(SISSA)、意大利國家核物理研究院(ICTP)和歐核中心的科學家,將目光投向萊曼α森林——宇宙“絲線”中的氫與光子之間的交互。他們借助“尤利西斯”超級計算機進行模擬,在分析了極端遙遠類星體放射的光線與宇宙網之間的交互後,又將模擬結果與凱克望遠鏡觀測到的交互進行比較。從而鎖定了原始黑洞的部分特徵及影響。

  研究主要作者里卡多·穆爾吉亞表示,他們測試了一種假設,即暗物質由在原始宇宙形成的非恒星塌陷黑洞構成。

  簡單來說,他們利用電腦模擬了中性氫在亞星系範圍的分佈。進一步比照,確定了原始黑洞的質量和丰度極限,進而確定是否正是它們構成了暗物質。

  現階段,研究結果並不支援所有暗物質都由一種特定類型的原始黑洞(質量是太陽的50倍)構成,但並沒有完全排除原始黑洞構成少部分暗物質的可能性。

  總編輯圈點

  關於暗物質的很多想法,聽起來都古怪而瘋狂。比如霍金就曾提出過,暗物質可能是直徑非常小的原始黑洞。原始黑洞是宇宙早期膨脹的產物,比起恒星塌陷形成的黑洞更加袖珍。這麼多年來,也有不少研究試圖找到原始黑洞和暗物質的聯繫,但結論都是否定式的。暗物質,這占宇宙全部物質總質量85%的神秘物質,至今未曾對人類現出真身。人們只知道,它在那。但它是什麼,它如何與其他粒子發生作用,它在標準物理模型中到底扮演什麼角色,全部都是謎。

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