記住世界頂級物理學家如何慶祝發現的發現引力波並再次尊敬阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein)?
激光干涉儀重力波天文台(位於路易斯安那州和華盛頓的兩個探測器,更普遍地稱為Ligo)在深宇宙中發現了一個微弱的災難性事件。該信號與兩個黑洞的合併相匹配,在大約13億年前的事件中,兩個黑洞的合併估計是太陽質量的29倍和36倍。
該報告是有史以來第一次觀察到引力波,全世界都在等待其他檢測。
同時,一項新的研究表明,黑洞本身也許是暗物質。
原始黑洞
讓我們快速復習:暗物質是構成大部分物質宇宙的神秘物質。由於它與電磁輻射的非相互作用,因此它是“黑暗的”,因此科學家無法構建望遠鏡來檢測它。
另一方面,黑洞是倒塌的星星。在這裡,此事變得如此壓縮,以至於其引力場扭曲了時空,並且在黑洞的所謂“事件範圍”中沒有光線可以逃脫。
另一種觀點是,暗物質是由宇宙存在的第一秒(稱為原始黑洞(PBH))形成的黑孔組成的。
在天體物理學期刊,天體物理學家亞歷山大·卡什林斯基(Alexander Kashlinsky)建議,這與現有的宇宙紅外和X射線背景的知識保持一致,並有可能解釋了去年出現的令人驚訝的高質量合併黑洞。
NASA Goddard Space Flight Center的Kashlinsky解釋說:“如果這是正確的話,那麼所有星系,包括我們自己的星係都嵌入了一個巨大的黑洞中,每次大約是太陽質量的30倍。”
Ligo黑洞雖然很難從星星或合併中形成,但仍在PBH模型的上範圍內。卡什林斯基得出的結論是,PBHS一定是最早的恆星中足夠的,構成了構成宇宙紅外背景的至少五分之一。
宇宙學家鑽研關於宇宙紅外背景(CIB)中的波動。與宇宙微波背景或大爆炸的熱殘留不同,CIB是由產生紅外光的廣泛功能所產生的,包括星系中的加熱氣體。在這種背景下發生的波動借鑒了有關其來源結構的見解。
他將紅外波動與星系和其他已知來源的分佈進行了比較,發現其中一些波動無法由熟悉的來源解釋。
波動的規模與Ligo-Mas Black Holes的暗物質分佈一致,這意味著黑洞可能是解釋暗物質的關鍵。
黑孔作為暗物質?
在華盛頓郵報的電話採訪中,卡什林斯基指出擁有30個太陽能的黑洞是這一假設的關鍵,因為它是當今恆星中當今宇宙中典型的黑洞的“異常質量”。
如果黑孔實際上是暗物質,它們將主要存在於包圍星系的光環中,包括銀河系。卡什林斯基繼續說,它們將有很多,約100億至300億黑洞。
簡而言之:原始黑洞可以維持與Ligo檢測到的高度相似的性質 - 在這種情況下,Ligo發現了宇宙開始中形成的黑洞合併。
卡什林斯基的論點類似於約翰·霍普金斯大學(Johns Hopkins University)的西蒙·伯德(Simeon Bird)的論點,這提出了利戈(Ligo)發現原始黑洞暗物質的可能性。如果黑洞通常不那麼大,則可以通過塌陷的恆星來指出標準起源。但是,由於黑洞在30多個太陽質量範圍內,因此可以推測為PBH。
有些PBH偶爾會靠近足夠的重力將其捕獲到二元系統中。最終,每個二進製文件中的黑洞都會像Ligo所描述的事件一樣合併為更大的漏洞。
對於Kashlinsky而言,將來的Ligo觀察結果提供了更多信息,以支持或排除其建議的情況。
辯論仍在繼續
暗物質及其性質仍然是天體物理學中爭論的話題,科學家目前贊成理論模型將這種謎語解釋為一個異國情調的大粒子。但是,到目前為止,還沒有任何證據表明存在這些粒子。
例如,一些專家不同意卡什林斯基的論文,例如,芝加哥大學的邁克爾·特納(Michael Turner)說,如果該理論被證明是正確的,他將食用該論文。 Ligo創始人之一Rainer Weiss還在一封電子郵件中說,他“非常懷疑”。
他說:“如果[這些黑洞]是原始的,並且是暗物質,那麼它們應該使宇宙背景輻射的光譜扭曲為非熱。”
卡什林斯基(Kashlinsky)領導了一個加入歐洲航天局歐幾里得任務的團隊,該團隊準備在2020年推出。該項目將使用高精度工具在CIB中調查銀河系和恆星種群,並查看黑洞產生的部分。