新研究提出，著名物理學家斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）提出的一種理論現象可能改變了宇宙的形狀。
在1970年代，霍金提出了一個開創性的概念：黑洞- 傳統上被視為宇宙實體吞噬附近的一切- 可能會發出類似於加熱物體的輻射。這種現象，現在稱為鷹輻射，由於計算出恆星和超大黑洞的發射能力最小，因此仍然是理論上的。
但是，最近發表在宇宙學和天線物理學雜誌提出這種難以捉摸的輻射可能會嚴重影響宇宙的早期結構。研究人員認為，原始黑洞，假設在大霹靂，可能已經發出了強烈的鷹輻射，在我們今天觀察到的宇宙上留下了可檢測到的烙印。
科學家在他們的研究中寫道：“一個有趣的可能性是，早期宇宙經歷了一個階段，其中其能量密度以原始黑洞為主，然後通過霍金輻射蒸發。” “這是超光原始黑洞[...]的一般結果，因為即使是這樣的物體的一小部分，隨著宇宙的擴展，這種物體的初始豐度也很快就會占主導地位。”
解密鷹輻射
霍金的開創性工作部分合併了一般的數學框架相對論和量子力學- 兩種尚未完全統一的物理學基礎理論 - 探索黑洞物理學。他發現，黑洞曾經被認為是不可避免的陷阱，實際上可能會散發顆粒，包括光子（光）。
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重要的是，隨著黑洞的質量增加，發射速率降低，這意味著由崩潰的恆星形成的黑洞以及錨定星系的超質量會降低，以至於無法通過電流儀器檢測到它們的鷹輻射。
但是，人們普遍認為，在早期的宇宙中，可能形成的黑色孔（每個質量少於100噸）都可能形成。這些所謂的原始黑洞會以足夠顯著影響星系和簇等宇宙結構的速率發射顆粒。
作者寫道：“各種宇宙學場景預測了早期宇宙中黑洞的形成。” “例如，原始黑洞可能是由過度密度區域的重力崩潰形成的。”
值得注意的是，這些原始黑洞的鷹輻射將包括所有粒子類型，包括那些與標準模型所描述的已知粒子相互作用的假設顆粒。這意味著這種輻射可以為研究這些難以捉摸的顆粒提供獨特的途徑，這可能是在粒子加速器中無法產生的。
調查原始黑洞的影響
研究小組採用愛因斯坦的一般相對論方程式，分析了各種質量和旋轉的粒子，以確定它們對宇宙物質分佈的影響。例如，如果存在大量光線，快速移動的顆粒，它們可能會阻礙小星系的形成，因為這些顆粒很難以足夠數量的數量聚集以形成緻密的結構。該小組還研究了這些顆粒可能產生的其他可能影響。
研究人員在論文中解釋說：“如果這些粒子中的任何一個穩定並持續到今天，我們稱它們為霍金遺物。” “無數的鷹遺跡將有助於宇宙輻射預算[...]，並且可以在宇宙微波背景的測量中檢測到。”
科學家精心研究了霍金文物如何影響當前的宇宙結構。儘管他們沒有找到這些文物的直接證據，但它們的分析使他們能夠限製粒子和原始黑洞的特性，而黑洞可能會發出它們。
物理學家寫道：“如果在形成第一個核的時期內存在有意義的蒸發黑洞，那麼宇宙中預測的原子核數量將是不正確的。” “因此，我們要求原始黑洞在此期間蒸發，這使我們在五百噸的質量上有一個上限。”
該團隊還探討了霍金文物可能構成暗物質的假設，該暗物質約佔宇宙中所有物質的85％。他們的發現表明霍金文物不是一個很好的匹配暗物質。
科學家們指出：“我們將豐富的溫暖鷹遺物限制為少於暗物質的2％，即使原始黑洞產生了多種不同種類的遺物顆粒。”
前景
儘管目前的觀察結果尚未證實鷹派文物的存在，但研究人員仍然樂觀。他們認為，即將提高精確度的儀器可以檢測到這些文物，從而驗證了鷹輻射和原始黑洞的存在，並實現了對其性質的實驗研究。
團隊寫道：“發現霍金遺物將為[早期]宇宙的熱狀態打開一個窗口。” “這不僅對早期的宇宙宇宙學很重要，而且還將為標準模型以外的粒子物理學開放新的邊界，並為霍金輻射，黑洞蒸發和原始黑洞提供第一個觀察性證據。”
總而言之，儘管霍金輻射仍然是一種理論上的結構，但其在塑造宇宙早期結構中的潛在作用為研究提供了令人信服的途徑。對原始黑洞及其可能的殘留物的研究可以為宇宙學和粒子物理學提供深刻的見解，從而彌合我們對宇宙嬰儿期的理解。
