Yahoo奇摩新聞 原始黑洞可能是「暗物質」的神秘來源
你可知道，我們所見的每一公斤物質——從桌上的電腦到遙遠的星星和星系——周圍都有5公斤看不見的物質？這些神秘的「暗物質」無法直接觀測，但其無形的引力影響卻能被感知。
50年前，著名物理學家史蒂芬·霍金提出了一種可能：暗物質可能是原始黑洞的集合體，這些黑洞在大爆炸後的極短時間內形成。
微小但重要的黑洞
這些「原始」黑洞並不像我們今天檢測到的巨型黑洞，而是微小的超密物質區域，可能在大爆炸後的第一個五千億分之一秒內形成，隨後在宇宙中崩塌和分散，通過扭曲周圍的時空來解釋我們今天所知的暗物質。
現在，麻省理工學院的物理學家發現，這種原始過程還會產生一些意想不到的同伴：更小且具有大量「色荷」（color charge）的黑洞。這些「超充」黑洞代表了一種全新的物質狀態，雖然它們可能在誕生後的一瞬間就蒸發消失，但它們可能影響了一個關鍵的宇宙轉變時期：第一批原子核的形成時期。
探究新線索
這些色荷黑洞可能影響了核融合的平衡，天文學家將來可能會通過測量來檢測到這些影響。這樣的觀察結果將有力地指向原始黑洞是今天所有暗物質的根源。
「雖然這些短命的奇異生物今天已不存在，但它們可能以某些微妙的信號影響了宇宙歷史，」麻省理工學院科學史Germeshausen教授兼物理學教授大衛·凱澤（David Kaiser）表示。「在認為所有暗物質都可以由黑洞解釋的假設下，這給了我們新的研究方向。」
凱澤和他的合作者、麻省理工學院研究生Elba Alonso-Monsalve在《物理評論快報》上發表了他們的研究成果。
星辰之前的時代
我們今天所知並檢測到的黑洞是恆星坍縮的產物，當一顆大質量恆星的中心坍塌成一個極其致密的區域，能彎曲時空，使得任何東西——甚至光，都無法逃脫。這些「天體物理」黑洞的質量可以從幾個太陽質量到數十億太陽質量不等。
相比之下，原始黑洞可以小得多，並被認為是在恆星形成之前的一個時期形成的。科學家認為，在宇宙甚至還未形成基本元素，更不用說恆星的時期，超密的原始物質區域可能聚集並坍縮形成微小的黑洞，這些黑洞可能緻密到，能將一顆小行星的質量壓縮到一個原子那麼小的區域。這些微小的、看不見的物體散佈在宇宙中，其引力牽引力可以解釋我們今天無法看到的所有暗物質。
未解之謎
這些原始黑洞是由什麼物質構成的？這正是凱澤和Alonso-Monsalve在他們的新研究中探討的問題。
「人們研究了這些早期宇宙中黑洞質量的分佈，但從未將其與當時形成這些黑洞的物質聯繫起來，」凱澤解釋道。
這項研究為我們提供了新的視角來理解暗物質和黑洞的關聯，揭示了暗物質可能的神秘夥伴，並為未來的觀測提供了新的方向。
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首圖來源：DALL.E
圖片來源：University of Miami cc By4.0
參考論文：
1.Primordial Black Holes with QCD Color ChargePhysical Review Letters
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