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[科学观察] 科学家可能已发现大爆炸时期诞生的原始黑洞的首个证据,若属实,那将是重大发现

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发表于 2025-12-3 23:35 | 显示全部楼层 |阅读模式

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据英媒12月3日报道,科学家可能已发现原始黑洞的首个证据,这类黑洞诞生于宇宙大爆炸的最初几秒。
这些微小的奇点可以比单个原子还小,却拥有几乎与太阳相当的质量。迄今为止,尚无人能证明这些奇异的古老天体确实存在。
但通过寻找时空结构中的涟漪——即引力波,研究人员认为他们可能已找到证明其真实存在的“确凿证据”。
11月12日,激光干涉引力波天文台(LIGO)及其欧洲合作机构“室女座干涉仪”探测到一个来自深空的不寻常信号。
该引力波看似源于碰撞的黑洞,但其规模远小于任何已知黑洞可能达到的程度。
若非仪器故障,唯一剩下的可能性就是:产生这些微弱涟漪的天体正是难以捉摸的原初黑洞。
未参与此项观测的杜伦大学天体粒子理论学家朱娜·克伦博士向《每日邮报》表示:“如果这是真的,那将是重大发现。”
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科学家可能已发现原初黑洞的首个证据,这类黑洞诞生于宇宙大爆炸的最初几秒。这些微小的奇点可以比单个原子还小,却拥有几乎与太阳相当的质量(艺术构想图)
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这道引力波(图示)似乎由密度如黑洞、质量却小于太阳的天体产生。宇宙中已知天体均不具备此类特性
当黑洞等极高密度天体合并时,它们会以巨大力量相互螺旋靠近,从而在时空结构中激起涟漪。
这些引力波使地球上的科学家得以“聆听”此类碰撞产生的冲击波,即使它们发生在数十亿光年之外。
通过美国LIGO与意大利VIRGO两座观测站,科学家于11月12日探测到一个来自质量小于太阳的天体信号。
克伦博士指出:“此次警报的特殊之处在于,我们识别出的质量低于任何已知天体物理过程所能形成、且仍保持如此高密度的天体。”
“我们已观测到大量黑洞、大量中子星和大量白矮星,但此次探测指向某种截然不同的天体。”
“这确实意义重大,因为如果信号属实,就需要解释为何会形成如此轻量级却又极度致密的残留天体。”
黑洞通常形成于比太阳大许多倍的恒星耗尽燃料并坍缩时,其核心被压缩成一个致密点。
然而,部分科学家认为,原初黑洞可能直接形成于宇宙大爆炸后充斥空间的沸腾物质海中那些密度过高的区域。
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科学家认为该信号可能源自两个原初黑洞的合并,这能解释为何引力波来自如此微小却致密的天体。图示:美国国家航空航天局模拟的黑洞合并过程
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何为原初黑洞?

原初黑洞是超致密物质的微观碎片,与普通黑洞类似但体积更小。
科学家认为它们可能形成于宇宙诞生之初,而非由恒星坍缩产生。
其初始质量可能小至不及一枚回形针的十万分之一,也可能大到超过太阳质量的十万倍。
我们尚未找到它们存在的证据,但它们可能构成“暗物质”的一部分——暗物质占据了宇宙总质量的很大比重。
“要形成黑洞,只需将大量能量聚集在极小的空间内,”克龙博士解释道,“这可能由恒星坍缩引发,也可能源于早期宇宙的能量涨落。”
单个原初黑洞是无法被探测到的。
然而,如果两个原初黑洞发生碰撞,它们产生的引力波信号会与室女座干涉仪和激光干涉引力波天文台在11月12日探测到的信号极为相似。
这一可能性令科学家兴奋不已,因为它可能成为原初黑洞的首个确凿证据。
此事意义重大,因为原初黑洞常被视作暗物质的最佳候选者之一——这种神秘物质构成了约四分之一的宇宙。
由于这类黑洞不与光相互作用且质量巨大,它们能完美解释为何宇宙中存在我们无法观测到的质量。
格拉斯哥大学激光干涉引力波天文台成员克里斯托弗·贝里博士在蓝天上写道:“若此次合并得到证实,可能成为原初黑洞群体存在的确凿证据。”
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若属实,这将是证明原初黑洞(艺术构想图)真实存在的首个决定性证据
但科学家仍持谨慎态度,表示目前尚无法确定这是否真是原初黑洞。
激光干涉引力波天文台和室女座干涉仪合作组织的研究人员为此探测设定了约每四年一次的“误报率”。
对于普通黑洞合并而言该误报率尚可接受,但对此类极端罕见事件来说,该数值过高,研究人员难以过度自信。
证明此事真实性的最佳可能证据,是探测器在未来捕捉到另一个信号。
随着LIGO和VIRGO探测器计划进行重大升级,人们希望这一愿景能很快成为现实。
克龙博士表示:“如果这是真的,我们将观测到越来越多此类事件以供研究,从而对其了解日益深入。”
若坠入黑洞会发生什么?

黑洞是物质密度极高的点,其引力强大到连光都无法逃脱。
若有人坠入这类宇宙怪物,强大的引力将使其经历“面条化”过程。
由于黑洞引力极强,存在极其陡峭的“引力梯度”。
这意味着靠近黑洞的脚部所受引力,将远强于头部所受引力。
你的身体将被拉扯成细长线条,犹如被黑洞吸入的意大利面条。
与此同时,来自“吸积盘”中环绕物质的强烈辐射,将以威力惊人的X射线轰击你的身体。
奇妙的是,当你被拉长的身躯接近黑洞时,你对时间的感知将与外部观察者产生根本性分歧。
由于“时间膨胀”效应,你的时间流逝将趋近停滞。
虽然你感觉时间正常流逝,但在外部观察者看来,你的动作已变得极其缓慢。
一旦抵达不可返回的临界点“事件视界”,你将超越传统物理学能解释的范畴。
从你的视角看,所有方向都将指向黑洞中心,你的身体将被压缩至无限密度的奇点。
然而,在远处观察者看来,你实际上已不复存在。
(原文标题:Scientists may have found the first evidence of primordial black holes born during the Big Bang – 'if it's real, then it's enormous')
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发表于 2025-12-4 00:23 | 显示全部楼层
科学家做的工,我跟上,只懂点露水。
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