这张模拟图像展示了黑洞如何弯曲星空背景并捕捉光线。
美国国家航空航天局戈达德宇宙飞行中心据《今日宇宙》布莱恩·科伯林:原始黑洞是在宇宙最早的时刻形成的假想物体。
根据这些模型,它们是由物质密度和时空的微小波动形成的,成为沙粒大小的山状黑洞。
尽管我们从未探测到原始黑洞,但它们具有暗物质的所有必要特性,例如不发光和聚集在宇宙岛周围的能力。
如果它们存在,它们能解释大部分暗物质。
不利的一面是,大多数原始黑洞候选者已经被观测排除在外。
例如,为了解释暗物质,必须有如此多的引力粒子,以至于它们经常从我们的有利位置从太阳前面经过。
这将产生一个我们应该定期观察的微透镜光斑。
几次巡天都没有发现这样的是怎么回事?所以PBH暗物质现在不是一个流行的想法。
公布在arXiv预印本服务器上的一项新工作采纳了略有不同的方法。
它考虑的不是典型的原始黑洞,而是超轻黑洞。
这些物质的质量很小,非常小,以至于宇宙怪才霍金辐射会发挥作用。
宇宙怪才霍金衰变的速率与黑洞的大小成反比,因此这些超轻黑洞应该在短的宇宙时间尺度上辐射到生命的尽头。
由于我们没有一个完整的量子引力模型,我们不知道超轻黑洞最后会发生什么,这就是本文的来源。
原始黑洞的观测极限。
/S.Profumo正如作者所指出的,基本上有三种可能的后果。
第一个是黑洞完全辐射出去。
黑洞将以高能粒子的短暂闪光而结束。
第二种是某种机制阻止了完全蒸发,黑洞达到某种平衡状态。
第三种选择与第二种类似,但在这种情况下,平衡状态会导致视界消失,留下一个暴露的致密物质,称为裸奇点。
作者还指出,对于后两种后果,物体可能具有净电荷。
对于蒸发的情况,最大的未知数是蒸发的时间尺度。
如果PBH最初很小,它们会迅速蒸发,并增加早期宇宙的再加热效应。
如果它们慢慢蒸发,我们应该能够将它们的死亡视为伽马射线的闪光。
这两种效应都没有被观测到,但像费米大面积望远镜这样的探测器可能会捕捉到其中的一种。
对于后两种选择,作者认为平衡将在普朗克尺度附近达到。
残余物将是质子大小的,但质量要高得多。
不幸的是,如果这些残留物是电中性的,就不可能被探测到。
它们不会衰变成其他粒子,也不会大到能直接探测到。
这符合观察后果,但不是一个令人满意的后果。
这个模型基本上是无法验证的。
如果这些粒子确实带有电荷,那么我们可能会在下一代中微子探测器中探测到它们的存在。
这项工作的重要内容是,目前的观测并没有完全排除原始黑洞的可能性。
在我们有更好的数据之前,这个模型加入了许多其他可能性的理论堆。
本网页内容旨在传播知识,若有侵权等问题请及时与本网联系,我们将在第一时间删除处理。