宇宙中可能充满了不会死亡的超轻黑洞

作者:小菜 更新时间:2025-04-25 点击数:
简介:这张模拟图像展示了黑洞如何弯曲星空背景并捕捉光线。

来源:uux.cn美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心(神秘

【菜科解读】


这张模拟图像展示了黑洞如何弯曲星空背景并捕捉光线。

来源:uux.cn美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心


(神秘的地球uux.cn)据《今日宇宙》(布莱恩·科伯林):原始黑洞是在宇宙最早的时刻形成的假想物体。

根据这些模型,它们是由物质密度和时空的微小波动形成的,成为沙粒大小的山状黑洞。


尽管我们从未探测到原始黑洞,但它们具有暗物质的所有必要特性,例如不发光和聚集在星系周围的能力。

如果它们存在,它们可以解释大部分暗物质。


不利的一面是,大多数原始黑洞候选者已经被观测排除在外。

例如,为了解释暗物质,必须有如此多的引力粒子,以至于它们经常从我们的有利位置从恒星前面经过。

这将产生一个我们应该定期观察的微透镜光斑。

几次巡天都没有发现这样的事件,所以PBH暗物质现在不是一个流行的想法。


发布在arXiv预印本服务器上的一项新工作采用了略有不同的方法。

它考虑的不是典型的原始黑洞,而是超轻黑洞。

这些物质的质量很小,非常小,以至于霍金辐射会发挥作用。


霍金衰变的速率与黑洞的大小成反比,因此这些超轻黑洞应该在短的宇宙时间尺度上辐射到生命的尽头。

由于我们没有一个完整的量子引力模型,我们不知道超轻黑洞最终会发生什么,这就是本文的来源。



原始黑洞的观测极限。

来源:uux.cn/S.Profumo


正如作者所指出的,基本上有三种可能的结果。

第一个是黑洞完全辐射出去。

黑洞将以高能粒子的短暂闪光而结束。

第二种是某种机制阻止了完全蒸发,黑洞达到某种平衡状态。

第三种选择与第二种类似,但在这种情况下,平衡状态会导致视界消失,留下一个暴露的致密物质,称为裸奇点。

作者还指出,对于后两种结果,物体可能具有净电荷。


对于蒸发的情况,最大的未知数是蒸发的时间尺度。

如果PBH最初很小,它们会迅速蒸发,并增加早期宇宙的再加热效应。

如果它们慢慢蒸发,我们应该能够将它们的死亡视为伽马射线的闪光。

这两种效应都没有被观测到,但像费米大面积望远镜这样的探测器可能会捕捉到其中的一种。


对于后两种选择,作者认为平衡将在普朗克尺度附近达到。

残余物将是质子大小的,但质量要高得多。

不幸的是,如果这些残留物是电中性的,就不可能被探测到。

它们不会衰变成其他粒子,也不会大到可以直接探测到。

这符合观察结果,但不是一个令人满意的结果。

这个模型基本上是无法验证的。

如果这些粒子确实带有电荷,那么我们可能会在下一代中微子探测器中探测到它们的存在。


这项工作的主要内容是,目前的观测并没有完全排除原始黑洞的可能性。

在我们有更好的数据之前,这个模型加入了许多其他可能性的理论堆。

月球受太阳引力大于地球?没被吸走?引力平衡

月球在太阳的引力下绕太阳公转,月球运行在地球的希尔球之内,这样才不会被太阳的引力吸走。

科学家通过计算发现,,地球对月球的引力并没有太阳那么大,月球却可以绕着地球运动。

月球运动月球在围绕太阳做圆周运动时,太阳给月球提供了圆周运动的向心力,这和月球围绕地球运动的原理是一样的。

月球在围绕地球进行圆周运动,地球也会给它提供向心力。

月球在太阳引力的作用下,能够在围绕太阳进行运动的同时绕地球运动,彼此之间的力并没有形成拉扯,反而达到了平衡。

天体运动科学家猜测了天体的力,形成了“拉格朗日点”的理论,他们认为质量小的天体在拉格朗日点附近,这样确实做不到和最大的天体同步运行,可是却可以和第二大的天体同步运行。

我们都知道天体在围绕太阳公转的过程中,和太阳的距离越近,受到的引力就会加快公转的速度。

地球引力达到平衡点之后,菜叶说说,小天体的公转也可以做到和地球同步,如果其中有一个小天体和地球的距离更近,那么地球也会提供更多的向心力,从而做到既能围绕太阳,也能围绕地球公转。

太阳引力尽管太阳会对月球产生足够的引力,甚至引力的大小是地球引力的两倍以上,可是仍然没有办法做到将月球吸走。

月球在围绕太阳进行公转,只不过受到了明显的地球引力,这才让我们觉得月球是在围绕地球运动。

本来分析了月球的运动轨迹之后,发现它的运动过程并没有想象中的那么规则。

月球的运动是不规则的形状,就像是圆弧上的正弦曲线,恰好让它受到的力达到了平衡,才不会被太阳的引力吸走。

月球受太阳引力大于地球?为何没被吸走?引力平衡

月球在太阳的引力下绕太阳公转,月球运行在地球的希尔球之内,这样才不会被太阳的引力吸走。

科学家通过计算发现,地球对月球的引力并没有太阳那么大,月球却可以绕着地球运动。

月球运动月球在围绕太阳做圆周运动时,太阳给月球提供了圆周运动的向心力,这和月球围绕地球运动的原理是一样的。

月球在围绕地球进行圆周运动,地球也会给它提供向心力。

月球在太阳引力的作用下,能够在围绕太阳进行运动的同时绕地球运动,彼此之间的力并没有形成拉扯,反而达到了平衡。

天体运动科学家推测了天体的力,形成了“拉格朗日点”的理论,他们认为质量小的天体在拉格朗日点附近,这样确实做不到和最大的天体同步运行,可是却可以和第二大的天体同步运行。

我们都知道天体在围绕太阳公转的过程中,和太阳的距离越近,受到的引力就会加快公转的速度。

地球引力达到平衡点之后,小天体的公转也可以做到和地球同步,如果其中有一个小天体和地球的距离更近,那么地球也会提供更多的向心力,从而做到既能围绕太阳,菜叶说说,也能围绕地球公转。

太阳引力尽管太阳会对月球产生足够的引力,甚至引力的大小是地球引力的两倍以上,可是仍然没有办法做到将月球吸走。

月球在围绕太阳进行公转,只不过受到了明显的地球引力,这才让我们觉得月球是在围绕地球运动。

其实分析了月球的运动轨迹之后,发现它的运动过程并没有想象中的那么规则。

月球的运动是不规则的形状,就像是圆弧上的正弦曲线,恰好让它受到的力达到了平衡,才不会被太阳的引力吸走。

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