美國(guó)國(guó)家航空航天局Nancy Grace Roman望遠(yuǎn)鏡將搜尋宇宙大爆炸遺留下來的微小黑洞
來源：桑間濮上網(wǎng)
時(shí)間：2025-12-06 07:42:47
一幅插圖顯示南希·格雷斯羅馬太空望遠(yuǎn)鏡被原始黑洞包圍。（圖片來源：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鏡常州外圍模特預(yù)約（外圍經(jīng)紀(jì)人）外圍女（電話微信199-7144-9724）真實(shí)上門外圍上門外圍女快速安排30分鐘到達(dá)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圍環(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，搜尋常州外圍模特預(yù)約（外圍經(jīng)紀(jì)人）外圍女（電話微信199-7144-9724）真實(shí)上門外圍上門外圍女快速安排30分鐘到達(dá)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模ㄓ?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：“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)來說都是令人難以置信的一步，因?yàn)檫@些物體不可能通過任何已知的物理過程形成。”。，他在一份聲明中說：“如果我們找到它們，它將震撼理論物理學(xué)領(lǐng)域。”
當(dāng)涉及到事件視界時(shí)，質(zhì)量很重要
有史以來被證實(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。通常來說，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)被稱為“視界”的外部邊界，在這個(gè)邊界之外，即使是光也無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，比周圍環(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)量黑洞來說，這一過程所需的時(shí)間將超過宇宙的壽命。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·薩胡沒有參與這項(xiàng)研究，他在聲明中說：“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。”。“確認(rèn)他們的身份將是一項(xiàng)艱巨的工作，天文學(xué)家需要很多說服力，但這是非常值得的。”
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·愛因斯坦在1915年提出的廣義相對(duì)論原理。
與愛因斯坦合作
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)稱為“時(shí)空”的四維實(shí)體。當(dāng)背景光源的光穿過彎曲時(shí)，其路徑是彎曲的。光越靠近透鏡對(duì)象通過，其路徑就越彎曲。這意味著來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)無賴行星或在銀河系中漂移而沒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)量差不多的無賴——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)量無賴的探測(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：“無法根據(jù)具體情況區(qū)分地球質(zhì)量黑洞和流氓行星。”。“羅曼將在統(tǒng)計(jì)學(xué)上非常有力地區(qū)分兩者。”
Sahu說：“這是一個(gè)令人興奮的例子，說明了額外的科學(xué)家可以利用Roman在尋找行星時(shí)已經(jīng)獲得的數(shù)據(jù)來做一些事情。”。“無論科學(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。無論哪種情況，這都將加強(qiáng)我們對(duì)宇宙的理解。”
該團(tuán)隊(duì)的研究于1月發(fā)表在《物理評(píng)論D》雜志上。
