一組物理學家表示,原始黑洞(PBH)可能會被岩石行星和小行星捕獲,在那裡它們可能會消耗它們的液體核心並使其變成空心。
在當前的宇宙時代,當巨大的恆星誕生時,黑洞就形成了燃料耗盡並在自身重力作用下崩潰。這限制了目前宇宙中恆星黑洞的大小。它們必須由大量質量凝結成一個小區域而形成,並且僅出現在質量約為太陽 20 倍的恆星中。
另一方面,原始黑洞是假設的黑洞,被認為是在宇宙誕生的最初幾秒鐘內形成的,當時所有將繼續形成恆星和星系的物質都更緊密地堆積在一起。
「在那一刻,熱物質的密度可能足以形成黑洞,其質量可能從回形針的 100,000 倍到太陽的 100,000 倍,”美國太空總署解釋。 “然後,隨著宇宙迅速膨脹和冷卻,以這種方式形成黑洞的條件就結束了。”如果它們確實形成了——而我們從未檢測到它們——那麼它們可能仍然存在。
這些原始黑洞被認為是暗物質的候選者,儘管我們迄今從未發現過暗物質。在一篇新論文中,一個團隊提出了一種尋找它們的方法;透過尋找它們進入並挖空的行星或小行星。
這個想法相對簡單。如果它們存在並且在宇宙中漫遊,那麼原始黑洞可能會在物體形成期間或之後被困在物體內。
布法羅大學藝術與科學學院物理學教授 Dejan Stojkovic 表示:「如果物體有液體中心核心,那麼捕獲的 PBH 可以吸收液體核心,其密度高於外固體層的密度。」解釋在陳述。
在挖空中央核心後,PBH 可能會因撞擊事件而移位,留下中空結構。儘管你可能合理地認為這樣的結構是不穩定的,但考慮到花崗岩和鐵等天然材料的強度和表面張力,研究小組發現,只要該物體小於地球半徑的十分之一,它就可以是穩定的。
「如果比這個大,它就會崩潰,」斯托伊科維奇補充道。
除此之外,PBH 可以簡單地穿過物體,而不會造成太大的損壞,也不會從內部挖空。
研究小組在研究中寫道:“像小行星這樣的物體也可能是完全固態的,沒有液體核心。在這種情況下,與 PBH 的相互作用不會產生空心球體。” 「由於小型[PBH]的橫截面非常小,足夠快的PBH很可能在穿過小行星後形成一條筆直的隧道。因此,小行星中筆直隧道的存在也可能是一個跡象與 PBH 的互動。”
雖然這個想法聽起來有點遙遠,但它會給天文學家提供一些值得尋找的東西。
研究小組寫道:「有趣的是,像貝努和龍宮這樣的一些小行星可能是空心的,因為它們的質量密度較低,儘管它們的低密度最可能的解釋是它們的碎石堆結構,但它們的發現和測量的特性意味著針對此類小行星的搜索技術已經存在。
在地球上尋找簽名實際上可能更容易一些,該團隊認為,穿過地球的微小PBH會留下微小的洩漏隧道。在最簡單的檢測方法中,我們可以在古老的岩石和結構中尋找這些孔洞,甚至只是透過監控一塊大而平坦的金屬板隨著時間的推移尋找微小的隧道。
斯托伊科維奇補充說:“找到這些特徵的機會很小,但尋找它們並不需要太多資源,而且潛在的回報——原始黑洞的第一個證據——將是巨大的。” “我們必須跳出框框思考,因為之前為尋找原初黑洞所做的一切都沒有奏效。”
作為一個頂級者,該團隊認為這些黑洞可能會在你沒有意識到的情況下鑽進你的身體。
研究小組寫道:“雖然它的動能可能很大,但它在與人體碰撞時釋放的能量卻很小。” “由於人體組織的張力很小,因此不會將組織撕裂。”
該研究發表在期刊上黑暗宇宙的物理學。