科学家可能终于解决了宇宙“失踪”黑洞的问题

原始黑洞是宇宙中缺失的暗物质最有力的候选者之一。但一项新理论表明，形成的微型黑洞数量不足以实现这种情况。

一项新的研究表明，早期宇宙中的微型黑洞比之前想象的要少得多，这使得宇宙中缺失物质的起源成为一个更大的谜团。

微型或原始黑洞（PBH）被认为是在大爆炸后的几分之一秒内形成的。根据主流理论，这些硬币大小的奇点是从快速塌缩的厚热气体区域中突然出现的。

无限致密的时空口袋是许多物理学家解释宇宙暗物质的方式。暗物质是一种神秘的实体，尽管完全不可见，但它使宇宙比我们所看到的物质所能解释的要重得多。 

但即使这一假说很受欢迎，它也有一个大问题：我们还没有直接观察到任何原始黑洞。现在，一项新的研究对它们没有形成的原因提供了可能的解释，使宇宙学的暗物质问题引发了更广泛的猜测。 

根据这项研究，现代宇宙形成时的原始黑洞数量可能比以前的模型估计的要少得多。研究人员于 5 月 29 日在《物理评论快报》杂志上发表了他们的发现。

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“许多研究人员认为，它们（原初黑洞）是暗物质的有力候选者，但需要有足够多的黑洞才能满足这一理论，”该理论的主要作者 Jason Kristiano 说道。东京大学物理学家在一份声明中表示。 “它们也因为其他原因而有趣，因为自从最近引力波天文学的创新以来，已经发现了双黑洞合并，如果PBH大量存在，就可以解释这一现象。但是，尽管有这些强有力的理由来解释它们预期的丰富性，我们还没有直接看到任何东西，现在我们有了一个模型可以解释为什么会出现这种情况。”

 图片上有个洞  

宇宙始于 138 亿年前的大爆炸，由于一种被称为暗能量的无形力量，导致年轻的宇宙向外爆炸。 

随着宇宙的成长，与光相互作用的普通物质凝结在不可见的暗物质团块周围，形成了第一个星系，它们通过巨大的宇宙网连接在一起。如今，宇宙学家认为普通物质、暗物质和暗能量分别约占宇宙成分的5%、25%和70%。

最初，宇宙是不透明的，是一种等离子汤，任何光线都无法穿过它，而不被移动电荷产生的电磁场所捕获。然而，经过 38 万年的冷却和膨胀，等离子体最终重新组合成中性物质，释放出微波静电，成为宇宙的第一束光，即宇宙微波背景光 (CMB)。

宇宙学家一直在通过研究第一张宇宙婴儿照片来寻找这些早期黑洞。然而，到目前为止，还没有发现任何情况。

一些物理学家认为，他们可能没有发现解释暗物质所需的大量原始黑洞，仅仅是因为他们还没有学会如何探测它们。

但是，通过将基于量子力学高级形式（称为量子场论）的模型应用于这个问题，这项新研究背后的研究人员得出了不同的结论——我们找不到任何原初黑洞，因为它们中的大多数根本就不是原初黑洞。那里。

人们相信太初黑洞是由宇宙中短暂而强烈的引力波崩溃而产生的。通过将他们的模型应用于这些波，研究人员发现，为了在宇宙中形成更大的结构，将这些波组合起来所需的时间比其他理论估计的要少得多。重现图像所需的波越少，原始黑洞就越少。

克里斯蒂亚诺说：“人们普遍认为，早期宇宙中短而强的波长的崩溃是产生原始黑洞的原因。” “我们的研究表明，如果PBH确实是暗物质或引力波事件的有力候选者，那么它们的数量应该比需要的少得多。”

为了证实他们的理论，研究人员将着眼于未来的超灵敏引力波探测器，例如将由阿丽亚娜 3 号火箭送入太空的激光干涉仪空间天线 (LISA) 项目 2035年。