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?( 二 )


没错 , 这正是希格斯机制的主要作用 , 希格斯场就是这样的一种标量场 。
前面说的“真空衰变”说的就是通过温度变化 , 空间从一种真空态转变为另一种真空态的这个过程 , 属于物理学上的“一级相变” 。

对于宇宙空间来说 , 从当初大爆炸时极热的“气态”真空逐渐冷却成“液态”真空 , 这就是宇宙学上的一级相变 。
另外 , 真空的这种相变对于整个宇宙来说 , 并不是瞬间完成的 , 它也需要一个过程 , 就像沸腾的水中出现的气泡 , 新的真空可能也像泡泡一样 , 出现在宇宙空间的各个角落 。 这些真空泡由于压强差会迅速向外膨胀 , 在这些泡泡不断变大的过程中 , 不同泡泡之间会发生碰撞而合并 。 最终 , 整个宇宙将被这些泡泡填满 。
至此 , 宇宙空间完成了一次彻底的相变 。
那上面说的这些和原初黑洞又有什么关系呢?
原初黑洞或许就诞生于这些碰撞的泡泡之间 。 随着泡泡的扩张 , 原本位于旧真空中的基本粒子会穿过泡泡壁 , 进入新真空的泡泡中 。

但是对于某些能量较低的粒子来说 , 它可能就没有那么“幸运”了 , 它们会因为能量不够 , 无法穿透泡泡壁进入新真空 , 因此一直处于旧真空中 。
随着泡泡的膨胀 , 慢慢地整个宇宙剩下的旧真空越来越少 , 那些无法进入泡泡的粒子 , 全都被困在了狭小的夹缝之中 。 对于这些“夹缝内生存”的基本粒子来说 , 当压强大到足以和真空产生的压强抗衡时 , 这些基本粒子以及所在的旧真空 , 就会形成非常致密的小球 , 他们被称为“费米球” 。
费米求它是一种由费米子聚集而成的微米级球体 , 密度比中子星还要大得多 。 在这么小的尺度上 , 一种被称为“汤川相互作用”的力会使费米球向内坍缩成黑洞 。

这些由费米球形成的黑洞就是一种原初黑洞 , 因为此时距离第一颗恒星的诞生至少还有上亿年 。

无论是宇宙相变产生的 , 还是暴胀导致的 , 又或者是暗物质直接构成的 , 原初黑洞的理论目前还都仅仅只是初步猜测 , 对于它是否存在 , 现在还没有任何实际证据 。
不过原初黑洞一直是宇宙学领域的热门话题之一 , 现在有越来越多的理论被提出 , 加上对撞机、引力波探测器以及韦伯望远镜 。 希望未来在实验方面 , 我们也能有新的发现 。
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