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黑洞|暗物质可能并非难以观测的粒子，而是诞生自宇宙大爆炸的原初黑洞( 三 )


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位于路易斯安那州利文斯顿的一条 LIGO 探测臂 。
他在今年 6 月在网上发布了自己的研究成果 ， 并回答了 Ali-Ha?moud 本人等外部专家的问题 。「尽可能地说服社区是非常重要的 ， 要让他们相信你不是胡说八道 。」Jedamzik 说 。
他还有另一项研究 ， 预测说原初黑洞会聚集成暗星团 ， 其直径可达太阳与最近恒星的距离 。每个星团都可能包含大约 1000 个挤在一起的黑洞 。30 倍太阳质量的庞然大物位于这个星团的中心 ， 更一般的小黑洞则填充在其它空间 。天文学家认为这些星团可能潜伏在暗物质的所在之处 。正如银河系中的恒星以及围绕太阳的行星一样 ， 每个黑洞的轨道运动能避免黑洞之间互相吞并——因此仅有少量罕见的黑洞融合事件 。
在第二篇论文中 ， Jedamzik 计算了这些融合事件究竟有多罕见 。他为 LIGO 已经观测到的大黑洞做了计算 ， 但还没计算更小的黑洞 。（小黑洞会产生微弱的尖锐的信号 ， 必须较近才能观测到 。）他说：「当然 ， 我很惊讶地发现我能得到一个又一个正确的结果 。」
原初黑洞假设的支持者仍有很多说服工作要做 。大部分物理学家仍然相信暗物质是由某种基本粒子构成的 ， 但我们却难以检测到它们 。另外 ， 如果 LIGO 检测到的黑洞来自普通的恒星 ， 那么结果也不会有太大的差异 。「这就像填补了一个并不存在的理论空白 。」卡内基梅隆大学天体物理学家 Carl Rodriguez 说 ， 「LIGO 的观测数据是有些奇怪之处 ， 但我们目前能够通过普通的恒星演化过程解释我们目前所看到的一切 。」
哈佛大学天体物理学家 Selma de Mink（她拟出了仅靠恒星产生 LIGO 所观测到的重量级黑洞对的理论）更是直言不讳：「我认为天文学家可以嘲笑它了 。」
要改变当前辩论的局势 ， 只需找到一个低于太阳质量且不是由恒星产生的黑洞（根据原初黑洞理论 ， 这种黑洞应该很常见） 。随着后续观测的进行 ， LIGO 的灵敏度也将提升 ， 这让其最终要么能找到这样的小黑洞 ， 要么就能得到黑洞数量的严格限制 。「这个故事不像弦理论这样的故事——十年或三十年过去了我们可能还在讨论它是否正确 。」Byrnes 说 。
与此同时 ， 其他一些天体物理学家则在探索该理论的不同方面 。举个例子 ， 对原初黑洞的最强约束可能来自微透镜搜索——这些调查同样始于 1990 年代 。在这些工作中 ， 天文学家会监测明亮但遥远的光源 ， 等待观察是否有黑暗天体从它们之前经过 。这些搜索之前就已经排除了均匀分布的小黑洞的存在 。
García-Bellido 说 ， 但如果原初黑洞的质量分布范围很大 ， 而且会聚集成密集的大规模星团 ， 那么这些监测结果就没有研究者之前认为的那样重要 。
未来的观测结果可能最终能让这个问题尘埃落定 。欧洲空间局（ESA）近期已经同意为 NASA 未来将发射的南希 · 格蕾丝 · 罗曼空间望远镜添加一个重要新功能 ， 使其能进行前所未有的微透镜研究 。
这是 ESA 科学总监 Günther Hasinger 的要求 ， 他提出原初黑洞可以解开多个谜团 。在 Hasinger 看来 ， 这个想法很吸引人 ， 因为它不涉及新的粒子或新的物理理论 。它只使用了已有的元素 。
他说：「我相信当你用不同的眼光来看时 ， 目前的一些难题实际上可以自行解决 。」
原文链接：
https://www.quantamagazine.org/black-holes-from-the-big-bang-could-be-the-dark-matter-20200923/
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