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【以“野性的思维”构想暗物质黑洞】
LIGO的合作团队在“荒野狩猎”中能否捕暗物质黑洞？黑洞能否由暗物质构成？暗物质也许构成了宇宙“超级霸主”的黑洞 ， 引力波探测帮助人们寻找这一问题的答案 。 激光干涉仪引力波观测台(LIGO)的科学家不久前宣布了引力波的发现 ， 引力波辐射源来自于13亿光年远的地方 ， 两个黑洞发生了碰撞与合并 。 引力波的发现证实了爱因斯坦的新引力理论 ， 达到了诺贝尔奖的成果水准 ， 但爱因斯坦早已离开了人间 ， 他的新引力理论与物理诺奖无缘 ， 但实现他的遗愿或引力波发现的成果很有可能问鼎物理诺奖 。 有一个科学团队最近指出 ， 产生引力波辐射的黑洞可能是在早期宇宙中第一批形成的天体 。
原初黑洞在宇宙大爆炸之后不久形成 ， 最原初的引力波辐射穿越了“原始火球” ， 而“小小寰球”的原初宇宙由等离子体构成了沸腾的热球 ， 在热球的一些区域 ， 听起来像声波的引力波更加密集 ， 在物质和能量的密集区域可能发生引力塌缩 ， 从中产生宇宙的原初黑洞 。 假如原初黑洞的形成理论是正确的 ， 那么它们的形成时间比星系和恒星还要早 。 如果原初黑洞演变到今天 ， 以足够的数量活跃在今日宇宙的大舞台 ， 那么它们可能是暗物质的来源 。 迄今人们不知道暗物质的来源和性质 ， 通过天文观测和数学物理模型的计算得出结论：“神通广大”、“神秘莫测”的暗物质占到宇宙物质总量的85% ， 人类、地球和太阳系、银河系和河外星系只是暗物质宇宙舞台的“演员”和“道具” 。 人们没有捕获暗物质的任何信息 ， 只有通过引力的作用推断它们的存在 ， 宇宙中的暗物质数量惊人 ， 相当于可见物质的5到6倍 。 人们迄今没有发现暗物质存在的任何直接、有力证据 ， 一些物理学家据此认为 ， 在引力波的发现之后 ， 下一个重大科学的发现目标就是暗物质 。
约翰·霍普金斯大学的西米恩·伯德指出 ， LIGO合作团队也许捕捉到一对宇宙的原初黑洞 ， “双胞胎”黑洞可能不符合现有天体物理学的定义 ， 当大质量恒星在生命周期的最后阶段发生引力塌缩时 ， 最终形成天体物理定义的黑洞 。 第一个依据与双黑洞的质量有关 ， 每个黑洞的质量大约为太阳的30倍 。 从理论推测上可以得知 ， 宇宙的原初黑洞形成于大量物质材料的堆积 ， 但以前的观测成果排除了某种高于或低于特定临界质量天体的可能 。 西米恩·伯德认为 ， 实际上可以开启一扇窗口 ， 特定质量的原初黑洞可能存在 ， 通过对LIGO收集数据的直接分析 ， 可能发现原初黑洞的形成和演变 。
接下来的推断令人惊奇 ， 伯德团队猜想 ， 所有的暗物质都形成于原初黑洞 ， 他们用计算机测算出这些物体在怎样的频次上可能形成双星系 ， 双黑洞由于引力辐射能量的丧失而发生相互的碰撞与合并 。 他们的计算结果显示 ， 每年在银河系发生这类双星系碰撞与合并事件的最终数量相当少 ， 计算结果与LIGO合作团队迄今实际探测的发生率非常吻合 ， 滨州大学的天文学家皮特·梅萨罗斯解释说 ， 这是一种可能的推断 ， 否定这一推断的证据尚未出现 ， 未来的探测结果可以获得确定的答案 。
LIGO探测器的“继任者”——爱因斯坦望远镜能捕获两个黑洞正面碰撞事件的信号 ， 在黑洞的引力辐射过程中 ， 两个黑洞在绕转中靠得越来越近 ， 直到发生双黑洞的合并事件 。 天体物理学定义的黑洞有一个圆形的轨道 ， 而原初黑洞有一个椭圆形的轨道 。 不同形状的轨道给出了辨识的标准 ， 以此将天体学定义的黑洞和宇宙原初黑洞区分开来 ， 当两种类型的黑洞在合并事件中辐射的引力波抵达地球时 ， 科学家区分了两种双黑洞类型的引力波源 。 伯德解释说 ， 如果观测结果证明了黑洞的合并者是天体物理学定义的类型 ， 或证明了它们是在宇宙原初时期形成的黑洞 ， 不用感到特别的惊奇 ， 目前 ， 似乎没有一种解释适用于两种类型的黑洞 。 伯德团队撰写了科学文章“LIGO探测到了暗物质吗？”文章发表在新一期的《新科学家》杂志上 。
引力波探测是不是揭示暗物质的有效手段 ， LIGO团队的科学家没有给出肯定的回答 。 在LIGO合作团队的引力波和双黑洞合并事件的发现中 ， 他们没有说明双黑洞系的两个黑洞究竟是通过死亡恒星形成的 ， 还是在宇宙诞生时期形成的 。 霍普金斯大学的伯德团队提出了两个判定：第一 ， LIGO合作团队发现的双黑洞在宇宙暴涨期形成；第二 ， 黑洞由暗物质构成 。 两个判定都只是猜想 ， 问题是如何证明他们的猜想 。 人们对暗物质的性质知之甚少 ， 暗物质粒子可能存在相互作用 ， 但暗物质和可见物质粒子几乎不产生任何的相互作用 ， 这是对暗物质探测十分困难的主要原因 。 天文学家和物理学家以前设想了暗物质星系和暗物质黑洞 ， 但缺少天文观测的依据 ， 是否存在暗恒星、暗行星之类的“暗天体”？
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