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摘要:版权所有HSC-SSP和NAOJ)是斯蒂芬·霍金最著名的暗物质理论之一——这种神秘而不可见的物质是由原始黑洞构成的——最近遭受了巨大的打击。这一发现并不能完全排除史蒂芬霍金的著名概念。上世纪70年代,史蒂芬·霍金和他的同事们提出理论,认为大爆炸可能产生了大量相对较小的黑洞——每个黑洞的大小都和质子差不多。
是斯蒂芬·霍金最著名的暗物质理论之一——这种神秘而不可见的物质是由原始黑洞构成的——最近遭受了巨大的打击。这一结论来自于一台大型望远镜,它一次拍摄到了整个星系的图像。
这一发现并不能完全排除史蒂芬霍金的著名概念。但他们提出,原始黑洞必须是真正微小的才能解释暗物质。
暗物质之谜暗物质是物理学家们给它起的名字,用来解释一种特别神秘的现象:宇宙中的一切都在运动、轨道和旋转,就好像有我们无法探测到的质量。对暗物质的解释从称为中微子的幽灵粒子到未知粒子,再到新的物理定律。上世纪70年代,史蒂芬·霍金和他的同事们提出理论,认为大爆炸可能产生了大量相对较小的黑洞——每个黑洞的大小都和质子差不多。这些微小的、古老的黑洞很难被发现,但会对其他物体产生巨大的引力——暗物质的两个已知性质。[关于暗物质的11个最大的未解之谜]
黑洞不发光,不过,超大质量黑洞,就像位于梅西埃87星系中心的黑洞一样,被明亮的热物质盘所包围。然而,原始黑洞要小数十亿倍,周围没有可见的发光物质。相反,寻找小黑洞意味着寻找它们强大的引力场使光线弯曲的地方,这种现象被称为微透镜现象。
望远镜通过拍摄恒星随时间变化的许多不同照片来发现微透镜黑洞。一个黑洞在那颗恒星前面经过,会扭曲它的光线,使它闪烁;黑洞越小,闪烁越快。”“如果一个微透镜对象有一个太阳质量,”Takada告诉《活着的科学》,指的是太阳的质量,“微透镜“闪光”的时间尺度就像几个月或一年。”但是,他们所寻找的原始黑洞只有一小部分的质量,大约是月球的质量。这意味着它们的闪光会短得多。高田说,HSC是“独一无二的”,因为它能让他们一次拍摄仙女座星系中所有恒星的图像,曝光间隔(对天文学家来说)惊人地快——每个间隔只有2分钟,
高田和他的团队在一个晴朗的夜晚,用7个小时拍摄了仙女座星系的大约200张照片。他们只发现了一个潜在的微透镜事件。Takada说,如果原始黑洞构成了暗物质的一个重要部分,他们就应该看到大约1000个微透镜信号。“KDSPE”“KDSPs”“微透镜是探测黑洞或排除它们的金标准,”加利福尼亚大学的黑洞物理学家Simeon Bird说。他没有参与这项工作。”这项工作排除了原始黑洞作为暗物质存在于一系列的物质中的可能性,在这些物质中,先前的约束条件没有这个新的约束条件那么强,也没有这个新的约束条件那么强大。这是一个非常好的结果。
这是棺材里的最后一颗钉子吗?霍金的理论真的死了吗?根据Bird和Takada的说法,情况并非如此,他们说,一定质量范围内的原始黑洞仍然没有作为候选黑洞被完全消除。伯德在接受《生活科学》杂志采访时说:“对于黑洞,史蒂芬·霍金最为遥远的观点是:
,,还有一些质量的约束较弱,大约20-30个太阳质量。”这些仍然可能是暗物质的1%到10%。。在较低质量处仍然有一个窗口,就像一个非常小的小行星的质量。
“我们的物理学家非常兴奋,因为仍然有一个窗口,”Takada说。数据可以排除那些微小的黑洞,因为这些黑洞的闪光太短了,“所以我们需要考虑另一种 ... 来做到这一点。”
然而,在他们的调查中发现了一个“闪光”。虽然这是一个单一的初步结果,但最终可能会变得异常重要:第一次探测到一个原始黑洞,这将是霍金的一些工作的突破性验证。
“只有一个观察结果没有那么令人信服,”高田说我们需要更多的观察来证实。如果它真的是(一个原始黑洞),我们应该继续寻找同样的东西,就像他们继续使用HSC寻找更多的微透镜一样。
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