小的原始黑洞（PBH）是当今天文学和宇宙学的热门话题之一。这些假设的黑洞据信是在大爆炸，由亚原子物质的区域产生，其密度如此之大以至于它们经历了引力坍缩。
目前，PBH 被视为候选者暗物质，一个可能的原始来源引力波，以及物理中各种问题的解决方案。然而，到目前为止，还没有观察到明确的 PBH 候选者，这导致了我们如何找到这些微型黑洞的建议。
最近的研究表明，主序中子和矮星的内部可能含有小型的PBH，它们正在慢慢消耗它们的气体供应。
在一个最近的研究，一个物理学家团队扩展了这个想法，包括一种潜在检测 PBH 的新途径。基本上，我们可以搜索行星和小行星等物体的内部，或者使用大板或金属板来检测PBH以寻找其通过的迹象。
通过探测这些天体留下的微通道，科学家们最终可以证实PBH的存在，并揭开当今宇宙学中一些最大的谜团。
这项研究是由台湾国立东华大学物理学家戴德昌和宇宙学和天体物理学教育与研究中心凯斯西储大学 (CERCA) 和来自凯斯西储大学的物理学家德扬·斯托伊科维奇 (Dejan Stojkovic)高能物理与宇宙学纽约州立大学布法罗分校的研究小组。
详细介绍他们的发现的论文最近出现在网上，并正在接受审查以在期刊上发表黑暗宇宙的物理学。
自从俄罗斯科学家发现PBH以来，科学家们几十年来一直对PBH着迷。伊戈尔·D·诺维科夫和雅科夫·泽尔多维奇1966 年就预言了它们的存在。它们也引起了人们的兴趣史蒂芬·霍金1974 年，他对 PBH 的研究取得了突破性发现，即黑洞会随着时间的推移而蒸发。
虽然较大和中等的黑洞需要比当前宇宙年龄（约 138 亿年）更长的时间才能蒸发，但较小的 PBH 可能已经或可能正在这样做。
然而，近年来，人们对 PBH 的兴趣重新兴起，因为它们可以作为暗物质候选者、原始引力波 (GW) 的来源等。像暗物质一样，它们的存在可以帮助解决一些重大的宇宙学谜团，但尚未得到证实的观察结果。
正如 De-Chang 和 Stojkovic 通过电子邮件告诉《今日宇宙》，这就是他们提出新颖检测方法的动机：
“如果一个小行星，或者月球，或者小行星（小行星）有一个被固体地壳包围的液体核心，那么一个小的PBH将相对较快地（几周到几个月内）消耗掉致密的液体核心。如果材料足够坚固以支撑重力应力，地壳将保持完整。
因此，我们最终会得到一个空心结构。如果中央黑洞被喷射（由于与其他物体碰撞），密度将低于具有液体核心的岩石物体的通常密度。”
此外，De-Chang 和 Stojkovic 还计算了小型 PBH 会产生的重力应力。然后他们将其与构成行星地壳的材料的抗压强度进行了比较？例如硅酸盐矿物（岩石）、铁和其他元素。他们还考虑了最强的制造材料，例如多壁碳纳米管。
“例如，我们发现花岗岩可以支撑半径达地球半径 1/10 的空心结构，”斯托伊科维奇说。 “这就是为什么我们应该专注于小行星、卫星或小行星。”
这些计算提供了一种在太空和地球上寻找PBH证据的方法。通过观察太阳系中可能的候选小行星、卫星或小行星的质量和半径来估计其密度，可以识别它们。
这将使天文学家能够识别潜在的空心物体，以便通过探测器、着陆器和其他机器人太空任务进行后续研究。或者，他们建议建造传感器通过检测 PBH 的通过来搜索它们。斯托伊科维奇说道：
“如果一个小 PBH 穿过一些固体材料，它将留下一条半径与 PBH 半径相当的笔直长隧道。例如，1023 克 PBH 应该留下一个半径为 0.1 微米的隧道。[能量]这样的PBH可以具有很大的能量，但是它们沉积到材料中的[能量]非常低。事实上，这样的PBH甚至可以穿过人体，我们甚至不会注意到，因为人体组织的能量非常低。紧张。”
在这种情况下，科学家可以扫描我们发现的常见材料（如玻璃或岩石）中的微隧道。 De-Chang 和 Stojkovic 表示，与此同时，可以为此目的制备大块抛光金属。类似于中微子检测时，需要隔离这些板，以便记录其属性的任何突然变化。
斯托伊科维奇说：“这些 PBH 的预期通量非常小，我们最终可能什么也找不到，但找到 PBH 的可能回报将是巨大的，特别是因为此类实验非常便宜。”
正如德昌补充道，近年来有人提出，一些原始黑洞可能隐藏在恒星中。史蒂芬·霍金曾经提出过这个想法，它成为两项研究的基础，一项是2019年发布去年还有另一个。
“也有人提出，原初黑洞可能会辐射伽马射线。银河系暗物质晕中的强伽马射线可以很好地暗示原初黑洞的存在，”德昌说。
“引力微透镜可能是识别原始黑洞的另一种方法。”
