火星轨道的微小变化可能暗示原始黑洞飞过太阳系

这些微小的黑洞被认为是暗物质的可能候选者。

艺术家想象中的黑洞非常靠近火星。

图片来源：Benjamin Lehmann，使用 SpaceEngine @ Cosmographic Software LLC。

天文学家提出了一种大胆的新暗物质探测器：火星。我们非常精确地知道红色行星的位置，如果有某种类型的暗物质穿过太阳系，行星的轨道就会发生微小的变化。火星的轨道在其最远点距离太阳近2.5亿公里（1.55亿英里），虽然变化只有一米左右，但它是可以测量的。

我们实际上并不知道暗物质是什么；这个名字用词不当。暗物质与普通物质的重量比为五比一，但它并不是暗物质。它是不可见的，不与光相互作用，只与重力相互作用。这种暗物质的一个可能组成部分是太初黑洞，即大爆炸后几分钟内形成的黑洞。这些黑洞至少需要与小行星一样重，否则它们已经摧毁了宇宙（更多内容请参见此处）。

天文学家已经计算出此类黑洞绕行太阳系的频率以及如果这样做会发生什么。他们估计，每十年至少有一个这些物体会穿过内太阳系。如果碰巧它在距离火星几百万英里的范围内，就会在行星的轨道上产生一点晃动，最终会在这颗红色行星的天体路径上产生米大小的差异。  

“经过数十年的精密遥测，科学家们知道地球和火星之间的距离精确度约为 10 厘米，”麻省理工学院的合著者 David Kaiser 教授在一份声明中表示。 

“我们正在利用这个高度仪器化的空间区域来尝试寻找小的影响。如果我们看到它，这将成为继续追求这个令人愉快的想法的真正理由，即所有暗物质都由黑洞组成，这些黑洞在大爆炸后不到一秒的时间内产生，并在宇宙中流动了 140 亿年。 ”

这项研究最初是一项思想实验，研究如果这些黑洞（微观的）之一飞到距人 1 米（3 英尺）以内会发生什么。那个人会在一秒钟内被推离自己的位置 6 米（920 英尺）。从这个极不可能的情况开始，研究小组实际上开始考虑这样一个快速移动的物体如何拖拽太阳系的居民。

“我们推断，如果黑洞飞过地球并导致月球稍微晃动，会发生什么，”目前在斯坦福大学工作的主要作者 Tung Tran 解释道。 “我们得到的数字不是很清楚。太阳系中还有许多其他动力可以起到某种摩擦的作用，使摆动减弱。 ”

尽管我们在这里，地球和月球都不足以作为暗物质探测器，但火星似乎是一个有效的候选者。尽管如此，该团队仍希望进行更多的模拟，将这一想法转化为太阳系中原始黑洞存在的诊断工具。

“我们现在正在努力模拟大量物体，从行星到卫星和岩石，以及它们如何在长时间尺度上移动，”合著者莎拉盖勒解释道。 “我们希望注入近距离接触场景，并以更高的精度观察其效果。 ”

该研究发表在《物理评论 D》杂志上。