原始黑洞是宇宙暗物質的最強候選人之一。在這種情況下，它們的豐度將足夠大，以使至少一個物體每十年跨越內部太陽系。一支麻省理工學院的物理學家說，像這樣的飛行會將搖擺的軌道引入火星軌道上，以至於今天的技術實際上可以檢測到。
特蘭等。認為，可以通過現有和近乎未來的數據來探測豐富的小行星質量原始黑洞。圖片來源：Sci.News /ZdeněKBardon / ESO。
暗物質是一種假設的物質形式，在整個電磁光譜中都是看不見的，但被認為可以遍及宇宙並發揮足夠大的引力力來影響恆星和星系的運動。
物理學家已經在地球上豎立了探測器，以嘗試發現暗物質並固定其特性。在大多數情況下，這些實驗認為暗物質是一種外來粒子的一種形式，它可能在通過給定的實驗中散射並腐爛成可觀察到的顆粒。但是到目前為止，基於粒子的搜索已經空了。
近年來，首次在1970年代首次引入的另一種可能性恢復了吸引力：而不是採取粒子形式，而是作為微觀的，原始的黑洞存在，在大爆炸之後的第一時刻形成。
與舊星星崩潰形成的天體物理黑洞不同，原始的黑洞將是由於早期宇宙中濃密的氣體袋的崩潰而形成的，並且隨著宇宙的擴展和冷卻，它會散佈在宇宙中。
這些原始的黑洞會使大量的質量崩潰到一個很小的空間中。
這些原始黑洞中的大多數可能像一個原子一樣小，並且與最大的小行星一樣重。
因此，可以想像，這樣的微小巨人可以發揮引力力量至少可以解釋一部分暗物質。
在這項研究中，麻省理工學院的研究人員對我們的太陽系進行了相對簡單的模擬，該模擬結合了所有行星和一些最大的衛星之間的軌道和重力相互作用。
“太陽系的最新模擬包括超過一百萬個物體，每個物體都有很小的殘留效應，”本傑明·萊曼（Benjamin Lehmann）博士說。學習發表在期刊上物理評論d。
“但是，即使在仔細的模擬中對二十個對象進行建模，我們也可以看到我們可以挖掘出真正的效果。”
該團隊根據估計將估計存在於給定的空間區域和經過的黑洞的質量的暗物質的數量來確定原始黑洞應通過太陽能係統的速度，在這種情況下，他們認為它們像太陽能係統中最大的小行星一樣龐大，與其他天文學約束保持一致。
“原始黑洞不生活在太陽系中。相反，他們在宇宙中播放，做自己的事情。”該研究的合著者莎拉·蓋勒（Sarah Geller）博士說。
“概率是，他們每10年左右以一定角度穿越內部太陽系。”
鑑於此速度，研究人員模擬了各種角度，每秒約241公里（150英里）的各種小行星質量黑洞在太陽系中飛行。
他們將似乎是緊密相遇的flybys歸零，或在周圍物體中造成某種效果的實例。
他們很快發現，地球或月亮中的任何效果都不確定，無法將其固定在特定的黑洞上。但是火星似乎提供了更清晰的圖片。
作者發現，如果要在幾億公里的火星內通過一個原始的黑洞，那將會引起搖擺，或者火星軌道上的微小偏差。
在這種遭遇的幾年內，火星的軌道應該轉移約一米 - 一個非常小的搖擺，因為該星球距離地球超過2.25億公里（1.4億英里）。
然而，當今正在監視火星的各種高精度儀器可以檢測到這種搖擺。
如果在接下來的幾十年中發現了這樣的搖擺，那麼科學家們承認，仍然需要做很多工作來確認推動來自經過的黑洞，而不是一台粉碎的小行星。
MIT高級作者說：“我們需要盡可能多的清晰度，例如無聊的太空岩石的典型速度和分佈，而這些原始黑洞的典型速度和分佈。”
“對我們來說幸運的是，天文學家在太陽系飛行時一直在追踪普通的太空岩石，因此我們可以計算其軌蹟的典型特性，並開始將它們與原始黑洞所應遵循的截然不同的路徑和速度進行比較。”
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Tung X. Tran等。 2024年。原始類型的緊密相遇：一種可用於原始黑孔作為暗物質的新的。物理。修訂版d110（6）：063533; doi：10.1103/physrevd.110.063533
本文基於麻省理工學院的新聞發布。
