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黑洞可以说是宇宙中最神秘的一种天体了 ， 尤其是对于它内部是什么样 ， 直到今天仍然是众说纷纭 。
但是对于黑洞的形成 ， 这个现在科学界倒是早已达成了共识 。
不过还有一种黑洞 ， 目前我们对他它仍然知之甚少 ， 它是怎么形成的 ， 具体何时形成的 ， 甚至连它是否真的存在 ， 这些都不确定 。
它就是今天我们要介绍的原初黑洞 。
从小质量的恒星级黑洞 ， 到上百倍太阳质量的中等质量黑洞 ， 再到星系中心 ， 可以达到百亿倍太阳质量的超大质量黑洞 。 这些都是或多或少已经被我们观测到的“常见”黑洞 。
它们有的是恒星坍缩直接形成的 ， 有的是通过吸积盘进食慢慢一点点吃大的 ， 有的则干脆是通过“大鱼吃小鱼”这种方式直接吞并形成的 。
按照传统观点 ， 无论是哪种方式 ， 它们最初的前身都来自于一颗颗的恒星 。
但是对于某些现象 ， 这种观点却无法予以解释 。
比如说对于巨大的椭圆形系中心的超大质量黑洞来说 ， 即使是通过最高效的合并的方式 ， 它成长得还是太快了 。 理论上 ， 今天的宇宙中不应该存在如此巨大的黑洞 ， 更别说那些诞生于宇宙早期的类星体了 。
所以天体物理学家们认为 ， 宇宙中一定还有什么机制可以使这些超大质量黑洞得以快速形成 。
关于这个话题之前还专门做过一期感兴趣的可以看下 。
在众多猜想中 ， 有一种理论认为 ， 这些超大质量黑洞当初或许根本不是由普通物质构成的 ， 而是直接由暗物质聚集而成 。 这些暗物质黑洞就像一粒“种子” ， 通过引力逐渐吸引周围的普通物质向它聚集 ， 直至形成百亿倍太阳质量的超大质量黑洞 。 这些暗物质构成的“种子黑洞”就被认为是一种原初黑洞 。
目前认为宇宙年龄大约137亿岁 。 第一批恒星最早出现在宇宙大约1亿岁的时候 ， 而对于原初黑洞来说 ， 它们诞生得或许比这还要早得多得多 ， 甚至于形成在大爆炸之初的暴胀时期 ， 这种不经历恒星坍缩直接诞生于宇宙形成之初的黑洞 ， 我们统称其为原初黑洞 。
【神秘的原初黑洞：诞生于宇宙之初的它们，究竟是如何形成的？】其实原初黑洞这个概念 ， 最早霍金他们在上世纪七十年代就想到过 ， 虽然当时暴胀理论还没提出 。 目前关于原初黑洞的主流理论 ， 认为它的本质是被暴胀放大的能量密度涨落 。
之前我们说过 ， 根据热大爆炸模型 ， 在大爆炸的第一秒内 ， 宇宙此时有着极高的温度和压强 ， 这时候如果空间密度出现些许扰动 ， 这些局部区域的波动就会被暴胀过程迅速放大 。 当暴胀结束后 ， 一些密度涨落较大的区域 ， 就会因为质量足够大 ， 导致这部分区域直接坍缩成了一个黑洞 。
其实对于原初黑洞的形成 ， 除了这种基于暴胀的主流理论外 ， 还有很多其他理论 。
比如2022年1月份《物理学快报B》上发表的一篇论文 ， 研究人员描述了一种由宇宙辐射时期的真空衰变导致的原初黑洞 ， 之前在量子系列我们说过 ， 真空并非真的空无一物 ， 虽然它是势能最低的一种量子场 ， 但是微观层面它一直存在着量子涨落 。
除此之外 ， 从量子场论的角度来看 ， 这里还存在着另外一种只有大小没有方向的“标量场” 。 对于处于最低势能的真空来说 ， 它可以是标量场的零点 ， 这是两种截然不同的真空形态 。
首先 ， 对于势能最低值等于标量场零点的真空来说 ， 你可以把它想象成一种“气态”的真空 ， 而对于势能最低值不等于标量场零点的真空来说 ， 它则像是一种“液态”的真空 。
当然 ， 这里“气态”和“液态”都是打了引号的 ， 仅仅是种比喻 。 “气态”真空的特点是粒子在它中间穿行畅通无阻 ， 而“液态”真空的特点是粒子穿行的时候会受到一股阻力 ， 就和人在水中行走时的感觉一样 ， 这种“受阻滞”效应带来的后果就是一些基本粒子因此获得了质量 。
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