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美國國家航空航天局Nancy Grace Roman望遠鏡將搜尋宇宙大爆炸遺留下來的微小黑洞

發表于 2025-12-11 23:48:02 來源：桑間濮上網

美國國家航空航天局Nancy Grace Roman望遠鏡將搜尋宇宙大爆炸遺留下來的美國微小黑洞

一幅插圖顯示南希·格雷斯羅馬太空望遠鏡被原始黑洞包圍。（圖片來源：uux.cn/Robert Lea（與Canva共同創作）/美國國家航空航天局）
（神秘的航空航天地球uux.cn）據美國太空網（Robert Lea）：黑洞周正在如火如荼地進行，為了慶祝，局N鏡天津找酒店上門(同城酒店上門)vx《1662-044-1662》提供外圍女上門服務快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達美國國家航空航天局解釋了其下一個主要天文儀器Nancy Grace Roman太空望遠鏡將如何尋找可以追溯到宇宙大爆炸的望遠微小黑洞。
當我們想到黑洞時，搜尋我們傾向于想象巨大的宇宙宇宙怪物，比如質量是大爆的微洞太陽幾十到幾百倍的恒星質量黑洞。我們甚至可以想象質量是炸遺太陽數百萬（甚至數十億）倍的超大質量黑洞位于星系的中心，并主宰著它們的留下周圍環境。
然而，小黑科學家們推測，美國宇宙中也可能存在質量遠低于地球、航空航天質量相對較輕的局N鏡黑洞。這些黑洞的望遠質量可能與一顆大型小行星的質量一樣低。科學家們還認為，搜尋天津找酒店上門(同城酒店上門)vx《1662-044-1662》提供外圍女上門服務快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達這樣的黑洞從138億年前的黎明就已經存在了。
這些黑洞被恰當地命名為“原始黑洞”，仍然純粹是理論上的，但定于2026年末發射的Roman可能會改變這一點。
加州大學圣克魯斯分校的博士后研究員William DeRocco領導了一個研究Roman如何揭示這些古老的微小黑洞的團隊，他說：“探測一批地球質量的原始黑洞對天文學和粒子物理學來說都是令人難以置信的一步，因為這些物體不可能通過任何已知的物理過程形成。”。，他在一份聲明中說：“如果我們找到它們，它將震撼理論物理學領域。”
當涉及到事件視界時，質量很重要
有史以來被證實存在的最小黑洞是恒星質量黑洞，它是在大質量恒星耗盡其核心核聚變所需的燃料時產生的。一旦這種融合停止，這些恒星就會在自身引力的影響下坍塌。通常來說，恒星留下恒星質量黑洞所需的最小質量是太陽的八倍——任何更輕的黑洞，恒星都將以中子星或悶燒白矮星的形式結束生命。
然而，宇宙誕生之初的條件與現代截然不同。當宇宙處于高溫、稠密和湍流狀態時，它可能會讓更小的物質團坍塌并產生黑洞。
所有黑洞都“始于”一個被稱為“視界”的外部邊界，在這個邊界之外，即使是光也無法逃脫它們的引力影響。視界與黑洞中心奇點的距離由黑洞的質量決定，中心奇點是所有物理定律都被打破的無限密集點。
這意味著，質量約為太陽24億倍的超大質量黑洞M87*的視界直徑約為154億英里（248億公里），而質量為30個太陽的恒星質量黑洞的視界寬度約為110英里（177公里）。另一方面，一個地球質量的原始黑洞的視界不會寬過一角硬幣。質量相當于小行星的原始黑洞的視界寬度小于質子。
美國國家航空航天局Nancy Grace Roman望遠鏡將搜尋宇宙大爆炸遺留下來的微小黑洞

美國國家航空航天局Nancy Grace Roman望遠鏡將搜尋宇宙大爆炸遺留下來的微小黑洞

一組原始黑洞的插圖。（圖片來源：uux.cn美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心）
支持原始黑洞概念的科學家認為，當宇宙經歷一輪我們稱之為大爆炸的初始膨脹時，它們就會誕生。當宇宙以比光更快的速度沖出時（這是可能的，因為盡管在太空中沒有什么東西能比光移動得更快，但太空本身也能），科學家們認為，比周圍環境密度更大的區域可能已經坍塌，產生了低質量黑洞。
然而，許多研究人員并不支持當前宇宙中存在原始黑洞的概念，這是因為斯蒂芬·霍金。
黑洞會死嗎？
斯蒂芬·霍金最具革命性的理論之一表明，即使是黑洞也不可能永遠存在。這位偉大的物理學家認為黑洞“泄漏”是一種熱輻射，這個概念后來以他的名字命名為“霍金輻射”。
當黑洞泄漏霍金輻射時，它們會失去質量并最終爆炸。黑洞的質量越小，泄漏霍金輻射的速度就越快。這意味著，對于超大質量黑洞來說，這一過程所需的時間將超過宇宙的壽命。但是微小的黑洞會泄漏得更快，因此死亡的速度也會更快。
因此，解釋原始黑洞是如何在138億年的時間里不被“撲通”的是一個挑戰。如果羅曼成功地發現了這些宇宙化石，這將構成對物理學許多原理的重大反思。
美國國家航空航天局Nancy Grace Roman望遠鏡將搜尋宇宙大爆炸遺留下來的微小黑洞

一張信息圖顯示了如果霍金輻射泄漏，各種大小的黑洞預計能存活多久。（圖片來源：uux.cn美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心）
巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所的天文學家凱拉什·薩胡沒有參與這項研究，他在聲明中說：“這將影響從星系形成到宇宙暗物質含量再到宇宙歷史的方方面面。”。“確認他們的身份將是一項艱巨的工作，天文學家需要很多說服力，但這是非常值得的。”
探測原始黑洞也絕非易事。像任何黑洞一樣，這些空洞將被視界束縛，既不發光也不反射光。這意味著探測它們的唯一方法是使用阿爾伯特·愛因斯坦在1915年提出的廣義相對論原理。
與愛因斯坦合作
廣義相對論預測，所有有質量的物體都會在空間和時間的結構中產生彎曲，統一為一個稱為“時空”的四維實體。當背景光源的光穿過彎曲時，其路徑是彎曲的。光越靠近透鏡對象通過，其路徑就越彎曲。這意味著來自同一物體的光可以在不同的時間到達望遠鏡。這被稱為引力透鏡。
當透鏡物體像星系一樣質量驚人時，背景源可能會轉移到一個明顯的位置，甚至出現在同一圖像中的多個位置。如果透鏡化物體的質量較小，就像原始黑洞一樣，透鏡化效應較小，但它會導致可以檢測到的背景源變亮。這就是所謂的微透鏡效應。
美國國家航空航天局Nancy Grace Roman望遠鏡將搜尋宇宙大爆炸遺留下來的微小黑洞

一張圖表顯示了一個引起引力透鏡的原始黑洞，揭示了羅馬太空望遠鏡的存在（圖片來源：uux.cn/Robert Lea（與Canva共同創建）/美國國家航空航天局）
目前，微透鏡在探測無賴行星或在銀河系中漂移而沒有母恒星的世界方面發揮了巨大作用。這揭示了大量與地球質量差不多的無賴——不僅僅是理論上的；事實上，模型可以預測。根據這種模式，科學家預測羅曼將把對地球質量無賴的探測增加十倍。
這些天體的豐富性引發了人們的猜測，即其中一些地球質量的天體實際上可能是原始黑洞。DeRocco說：“無法根據具體情況區分地球質量黑洞和流氓行星。”。“羅曼將在統計學上非常有力地區分兩者。”
Sahu說：“這是一個令人興奮的例子，說明了額外的科學家可以利用Roman在尋找行星時已經獲得的數據來做一些事情。”。“無論科學家是否找到地球質量黑洞存在的證據，結果都很有趣。無論哪種情況，這都將加強我們對宇宙的理解。”
該團隊的研究于1月發表在《物理評論D》雜志上。

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