奇異的黑洞可能是暗物質(zhì)的副產(chǎn)品。來(lái)源：uux.cn人工智能生成的黑洞可的副圖像
（神秘的地球uux.cn）據(jù)麻省理工學(xué)院（Jennifer Chu）：從你桌子上的電腦到遙遠(yuǎn)的恒星和星系，我們每看到一公斤物質(zhì)，物質(zhì)蘇州相城區(qū)怎么找小姐上門服務(wù)崴信159+8298+6630提供外圍女小姐上門服務(wù)快速安排面到付款就有5公斤不可見(jiàn)的產(chǎn)品物質(zhì)充斥著我們的周圍。這種“暗物質(zhì)”是奇異一種神秘的實(shí)體，它避開(kāi)了所有形式的黑洞可的副直接觀察，但通過(guò)對(duì)可見(jiàn)物體的物質(zhì)無(wú)形拉動(dòng)，讓人感覺(jué)到它的產(chǎn)品存在。
50年前，奇異物理學(xué)家斯蒂芬·霍金提出了一個(gè)關(guān)于暗物質(zhì)可能是黑洞可的副什么的想法：一個(gè)黑洞群體，它可能在宇宙大爆炸后不久形成。物質(zhì)
這樣的產(chǎn)品“原始”黑洞不會(huì)是我們今天探測(cè)到的巨人，而是奇異蘇州相城區(qū)怎么找小姐上門服務(wù)崴信159+8298+6630提供外圍女小姐上門服務(wù)快速安排面到付款超致密物質(zhì)的微觀區(qū)域，這些區(qū)域會(huì)在大爆炸后的黑洞可的副前五分之一秒內(nèi)形成，然后坍塌并分散在宇宙中，物質(zhì)以可以解釋我們今天所知的暗物質(zhì)的方式牽引周圍的時(shí)空。
現(xiàn)在，麻省理工學(xué)院的物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這一原始過(guò)程也會(huì)產(chǎn)生一些意想不到的同伴：甚至更小的黑洞，具有前所未有的核物理性質(zhì)，被稱為“色電荷”
這些最小的、“超級(jí)帶電”的黑洞本來(lái)是一種全新的物質(zhì)狀態(tài)，它們很可能在誕生后的幾分之一秒就蒸發(fā)了。然而，它們?nèi)匀豢赡苡绊懸粋€(gè)關(guān)鍵的宇宙學(xué)轉(zhuǎn)變：第一個(gè)原子核形成的時(shí)間。
物理學(xué)家們假設(shè)，帶顏色電荷的黑洞可能影響了聚變核的平衡，天文學(xué)家有朝一日可能會(huì)通過(guò)未來(lái)的測(cè)量來(lái)探測(cè)到這種平衡。這樣的觀測(cè)結(jié)果將令人信服地指出，原始黑洞是當(dāng)今所有暗物質(zhì)的根源。
麻省理工學(xué)院Germeshausen科學(xué)史教授兼物理學(xué)教授David Kaiser表示：“盡管這些短命的外來(lái)生物今天不存在，但它們可能會(huì)以今天微妙的信號(hào)形式影響宇宙歷史。”。“在所有暗物質(zhì)都可以被黑洞解釋的想法中，這給了我們新的東西可以尋找。”
Kaiser和他的合著者、麻省理工學(xué)院研究生Elba Alonso Monsalve在《物理評(píng)論快報(bào)》雜志上發(fā)表了他們的研究。
星星之前的時(shí)光
我們今天所知道和探測(cè)到的黑洞是恒星坍塌的產(chǎn)物，當(dāng)一顆大質(zhì)量恒星的中心坍塌形成一個(gè)密度如此之大的區(qū)域時(shí)，它可以彎曲時(shí)空，使任何東西——甚至光——都被困在其中。這樣的“天體物理”黑洞的質(zhì)量可以是太陽(yáng)的幾倍，也可以是數(shù)十億倍。
相比之下，“原始”黑洞可能要小得多，而且被認(rèn)為是在恒星之前形成的。在宇宙甚至還沒(méi)有形成基本元素（更不用說(shuō)恒星了）之前，科學(xué)家們就認(rèn)為，超致密的原始物質(zhì)可能已經(jīng)堆積并坍塌，形成微觀黑洞，這些黑洞的密度可能足以將小行星的質(zhì)量擠壓到一個(gè)原子那么小的區(qū)域。這些散布在宇宙各處的微小、看不見(jiàn)的物體的引力可以解釋我們今天看不到的所有暗物質(zhì)。
如果是這樣的話，那么這些原始黑洞是由什么組成的呢？這就是凱撒和阿隆索·蒙薩爾維在他們的新研究中提出的問(wèn)題。
凱澤解釋道：“人們研究了早期宇宙產(chǎn)生過(guò)程中黑洞質(zhì)量的分布，但從未將其與黑洞形成時(shí)落入黑洞的物質(zhì)聯(lián)系起來(lái)。”。
超級(jí)充電犀牛
麻省理工學(xué)院的物理學(xué)家首先通過(guò)現(xiàn)有的理論來(lái)研究黑洞質(zhì)量在早期宇宙中首次形成時(shí)的可能分布。
Alonso Monsalve說(shuō)：“我們意識(shí)到，原始黑洞的形成時(shí)間和質(zhì)量之間存在直接聯(lián)系。”。“這個(gè)時(shí)間窗口早得離譜。”
她和凱撒計(jì)算出，原始黑洞一定是在宇宙大爆炸后的前五分之一秒內(nèi)形成的。這一瞬間會(huì)產(chǎn)生“典型”的微觀黑洞，其質(zhì)量與小行星一樣大，與原子一樣小。它還將產(chǎn)生一小部分指數(shù)級(jí)較小的黑洞，質(zhì)量相當(dāng)于犀牛，大小遠(yuǎn)小于單個(gè)質(zhì)子。
這些原始黑洞是由什么組成的？為此，他們著眼于探索早期宇宙組成的研究，特別是量子色動(dòng)力學(xué)（QCD）理論——夸克和膠子如何相互作用的研究。
夸克和膠子是質(zhì)子和中子的基本組成部分，它們是結(jié)合在一起形成元素周期表基本元素的基本粒子。大爆炸發(fā)生后，物理學(xué)家根據(jù)QCD估計(jì)，宇宙是一個(gè)由夸克和膠子組成的極熱等離子體，然后迅速冷卻并結(jié)合產(chǎn)生質(zhì)子和中子。
研究人員發(fā)現(xiàn)，在前五分之一秒內(nèi)，宇宙仍然是一個(gè)由尚未結(jié)合的自由夸克和膠子組成的湯。在這一時(shí)期形成的任何黑洞都會(huì)吞噬未結(jié)合的粒子，以及一種被稱為“色電荷”的奇異性質(zhì)——一種只有未結(jié)合的夸克和膠子才能攜帶的電荷狀態(tài)。
Alonso Monsalve說(shuō)：“一旦我們發(fā)現(xiàn)這些黑洞是在夸克膠子等離子體中形成的，我們必須弄清楚的最重要的事情是，最終進(jìn)入原始黑洞的物質(zhì)團(tuán)中含有多少色電荷？”。
利用QCD理論，他們計(jì)算出了早期高溫等離子體中本應(yīng)存在的色電荷分布。然后，他們將其與一個(gè)區(qū)域的大小進(jìn)行了比較，該區(qū)域?qū)⒃谇拔宸种幻胩纬珊诙础Ｊ聦?shí)證明，當(dāng)時(shí)大多數(shù)典型的黑洞中都不會(huì)有太多的彩色電荷，因?yàn)樗鼈兪峭ㄟ^(guò)吸收大量混合電荷的區(qū)域而形成的，這些區(qū)域最終會(huì)形成“中性”電荷。
但最小的黑洞會(huì)充滿彩色電荷。事實(shí)上，根據(jù)基本物理定律，它們會(huì)包含黑洞所允許的最大電荷量。盡管這種“極端”黑洞已經(jīng)被假設(shè)了幾十年，但直到現(xiàn)在，還沒(méi)有人發(fā)現(xiàn)在我們的宇宙中形成這種奇怪現(xiàn)象的現(xiàn)實(shí)過(guò)程。
超級(jí)帶電的黑洞會(huì)很快蒸發(fā)，但可能只有在第一個(gè)原子核開(kāi)始形成之后。科學(xué)家估計(jì)，這一過(guò)程大約在大爆炸后一秒鐘開(kāi)始，這將給極端黑洞足夠的時(shí)間來(lái)破壞第一個(gè)原子團(tuán)開(kāi)始形成時(shí)的平衡條件。這種干擾可能會(huì)影響這些最早原子核的形成方式，這可能會(huì)在某一天被觀察到。
Alonso Monsalve沉思道：“這些物體可能留下了一些令人興奮的觀測(cè)印記。”。“他們本可以改變這個(gè)與那個(gè)的平衡，這就是人們開(kāi)始懷疑的事情。”