所有宇宙岛或镶嵌在很大黑洞球体中

2024-09-06 08:35探索百科

NASA斯皮策空间望远镜拍摄的大熊座天区红外波段图像。最近，有科学家认为暗物质有可能是由宇宙早期的黑洞组成的，这一理论似乎与红外波段以及X射线波段的宇宙学观测后果相吻合，并且能够解释黑洞合并时的一系列现象

在屏蔽所有已知的太阳，宇宙岛以及其他任何已知物质之后，对图像进行增强，我们便看到了一些不规则的斑块。这就是所谓宇宙红外背景CIB，其中颜色较浅的区域代表更为璀璨的区域

综合起来考虑，最初一批太阳产生的红外波段辐射以及物质朝着黑洞下降过程中产生的X射线辐射将能够解释钱德拉与斯皮策空间望远镜所观测到的CIB以及CXB斑块不均一信号

北京时间5月26日消息，据英国《每日邮报》报道，暗物质是构成宇宙巨大一部分的神奇物质成分。尽管知之甚少，但科学家们目前倾向于认为它是一种大质量的奇异粒子组成的物质，但关于这一点，我们还没有任何确凿的证据能够予以证明。

还有另外一种观点，认为暗物质实际上是在宇宙诞生初期就产生的黑洞组成的，也就是所谓的原初黑洞。而现在，NASA的科学家们开展的一项研究表明，后一种观点似乎与红外波段以及X射线波段的宇宙学观测后果相吻合，并且能够解释黑洞合并时的一系列现象。

NASA戈达德空间飞行中心的天体物理学家亚历山大·卡林斯基Alexander Kashlinsky表示：“这项研究的重要目的是将目前存在的各类观点和实际观测数据相互验证，看看两者之间是否吻合。后果我们发现这一理论与观测的吻合度惊人的好。”他说：“如果这一理论最后被证明是正确的，那么所有的宇宙岛，包括银河系在内，实际上可能都是镶嵌在一个很大的黑洞球体包围之中，每一个黑洞的质量都相当于大约30倍太阳质量左右。”

在2005年，98迷吧，卡林斯基率领一个天文学家小组，利用NASA的斯皮策空间望远镜对一个天区的红外波段背景进行了观测。他们报告称在这一红外背景中观测到一些亮度异常的斑块，他们认为这有可能是130亿年前宇宙诞生初期最早的一批太阳发出的光芒。后续观测确认，在天空的其他区域同样能够观测到“宇宙红外背景”CIB中类似的隐藏结构。

大约8年后，另一项研究致力于对NASA钱德拉X射线望远镜的所谓“宇宙X射线背景”CXB数据进行分析，并将这一后果与同一天区的CIB红外波段数据进行对照。

研究组发现最初一批太阳发出的重要是可见光和紫外光，由于宇宙膨胀，这些光线的波长被拉长，从而变成了红外光，因此应该不会在X射线波段背景中产生主要的影响。

然而，低能X射线波段中显示的异常斑块特征与红外波段背景中显示的斑块特征几乎完全相同，而唯一在能级跨度上能够涵盖整个波长范围的已知天体就只有黑洞。

因此，研究组得到结论认为，早期宇宙中应当存在着大量原初黑洞，它们贡献了宇宙红外背景中至少1/5的红外辐射源。

目前NASA正在对这一问题进行研究，当作阿尔法磁谱仪AMS和费米伽马射线空间望远镜的研究对象之一。

卡林斯基表示：“这些研究正在得到越来越高的灵敏度，逐渐缩小暗物质粒子参数的各项不确定性。”他说：“搜寻暗物质的不成功让我们对暗物质的本质可能就是原初黑洞的猜想产生了愈发浓厚的兴趣。”

物理学家们此前总结出了几条理论，能够解释高温且处于迅速膨胀状态中的早期宇宙怎么能够在宇宙大爆炸之后的数千分之一秒内产生原初黑洞。而相关理论也显示，宇宙的年龄越老，那么能够形成的黑洞质量就能越大。但由于能够产生这类黑洞的窗口期持续时间非常短暂——只有大爆炸之后最初的一瞬间——远远不到一秒钟的时间——因此科学家们认为原初黑洞的质量应该都差不多大，它们相互之间的质量差异会很小。

去年9月14日，一对13亿光年外的黑洞合并过程所产生的引力波信号被设在美国的“激光干涉引力波天文台”LIGO观测到。这一标志着人类第一次直接探测到引力波信号。

这一信号也让LIGO的科学家们得以据此计算出这两个黑洞中单个黑洞成员的质量——后果显示区别为29倍和36倍太阳质量，误差约为±4倍太阳质量。研究人员们认为这样的黑洞质量实际上大的有些让他们意外，并且两者间的差值也意想不到地小。卡林斯基表示：“取决于起作用的何种机制，原初黑洞的性质可以与LIGO所探测到的这两个黑洞非常相似。”他说：“如果我们假定事实的确如此，也就是LIGO捕捉到了发生在早期宇宙中两个黑洞的合并信号，那么我们就可以观察，这件事将会对我们有关宇宙最后怎么演化的认识产生什么样的影响。”

在今年5月24日发表的一篇最新论文中，卡林斯基分析了如果假定暗物质的本质实际上就是类似LIGO所探测到的那类黑洞的话，事情将会怎么进展。

黑洞的存在扭曲了早期宇宙中的质量分布，这一后果产生的微小震荡在数亿年之后，当最初一批太阳开始形成时产生了显著的影响。

在宇宙诞生之后的最初5亿年内，所谓的“常规物质”的温度仍然太高，因而难以聚集形成最早的太阳。