黑洞是一种非常独特的星体 - Talk版

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f***u
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神秘的原初黑洞
萧路
黑洞是一种非常独特的星体。根据广义相对论，大质量的星体会造成强力的时空扭曲。
如果时空扭曲太强，就会导致引力坍缩效应形成黑洞，从而连光速都无法逃脱。因此黑
洞内部在现有理论下是绝对不可探测的。通常，黑洞是大质量恒星消亡时引力坍缩形成
的。
然而还存在一种奇特的原初黑洞(primordial black hole)。这种黑洞不是恒星消亡产
生的，而是宇宙大爆炸理论所预言的一种星体。根据大爆炸理论，宇宙最初的能量和密
度非常大，很容易在局部区域形成高密度环境，从而引力坍缩形成黑洞。普遍认为，这
种原初黑洞质量远小于一般恒星坍缩形成的黑洞。
原初黑洞在宇宙学和天文学上有重大意义。一方面，原初黑洞与宇宙大爆炸理论息息相
关。另一方面，有科学家认为原初黑洞很可能是宇宙中暗物质(dark matter)的一个重
要组成部分。还有一点，根据霍金的黑洞蒸发理论，原初黑洞在漫长的宇宙历史中，可
能会逐渐蒸发，并且在彻底消亡前发出强力伽马射线，因此对黑洞演化理论也有重要意
义。
天文学家一直在致力寻找原初黑洞消亡信号。然而，在2018年2月21日，加州大学圣克
鲁兹分校发布通讯稿称，该校研究者主导的一个观测项目使用了目前最先进的费米伽马
射线空间望远镜(Fermi gamma-ray space telescope)仍未发现任何原初黑洞的伽马射
线信号。观测组使用了四年费米望远镜数据尝试找出地球附近的原初黑洞，结果发现观
测得到的伽马射线源中并没有原初黑洞的信号。当然，这并不意味着原初黑洞一定不存
在。受到费米望远镜的观测精度限制，只有离地球大约0.1光年内的原初黑洞信号可以
被探测到，而这只是浩瀚宇宙中的沧海一粟。但即便如此，该观测也获得了地球附近原
初黑洞蒸发产生伽马射线的上限。这对现有的理论模型仍然是一个不小的挑战。神秘的
原初黑洞是否真的存在很可能是一个科学上的难解之谜。

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